EP0142595A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Giesswasser während des Giessvorganges zur Anreicherung mit CO2 und H2CO3 - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von Giesswasser während des Giessvorganges zur Anreicherung mit CO2 und H2CO3 Download PDF

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EP0142595A2
EP0142595A2 EP84101155A EP84101155A EP0142595A2 EP 0142595 A2 EP0142595 A2 EP 0142595A2 EP 84101155 A EP84101155 A EP 84101155A EP 84101155 A EP84101155 A EP 84101155A EP 0142595 A2 EP0142595 A2 EP 0142595A2
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EP
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liquid
pressure
flow
gas
injector
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Alexander Kückens
Horst Köhl
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Technica Entwicklungs GmbH and Co KG
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Publication of EP0142595A3 publication Critical patent/EP0142595A3/de
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Definitions

  • the invention relates to a method for preparing the casting liquid, such as water, during the casting process for enrichment with C0 2 and H 2 C0 3 for greenhouses and for outdoor crops.
  • a mechanical circulation pump or a gas pump can be used, through which the CO 2 gas is pressed into the headspace under pressure and thereby entrains liquid from the water supply (see GB- PS 1 274 363).
  • the processing of the impregnated liquid is extremely difficult in the case of portions of larger CO 2 bubbles in the liquid , because the bubbles block the capillary-like flow paths and impede the flow.
  • a larger proportion of larger CO 2 bubbles leads to strong segregation and to the CO 2 in gas form in the atmosphere.
  • the new impregnation process is extremely economical compared to the known processes, so that it can also be used on a large scale, for example in agriculture, in horticulture, in forestry or the like.
  • the essential The expanded range of applications is also based on the fact that, due to the pressure independence, the new process can be used with the same effect under all conditions specified by the place of use, eg regardless of the usual working pressure of the irrigation water pipe system and irrespective of the type of casting used. There is therefore no need for any special adaptation measures to the special conditions of the system, no greater storage capacity or pressure change devices between areas of substantially different pressures.
  • impregnation levels are achieved that are not less than those of the usual high-pressure impregnation systems.
  • the new process enables a fine impregnation in which there are no disruptive, relatively large bubbles in the liquid.
  • Claim 2 relates to a preferred embodiment of the new method, while the measures according to claim 3 relate particularly to the treatment of irrigation water.
  • Irrigation water is understood here to mean normal water or water enriched with fertilizer salts or the like. “Normal” C0 2 absorption capacity means that of normal, ie not chemically pure water.
  • the new process enables irrigation water to be treated in a way that approximates the conditions that occur in a particularly optimal form in nature in the areas of the earth close to the roots.
  • the required negative pressure is generated by the root system as such, and the CO 2 is partially emitted by the root system itself or made available as soil-based CO 2 , the C0 2 being in gaseous form at approximately atmospheric pressure and temperature.
  • the extraordinarily good fine impregnation of the liquid with CO 2 is achieved by continuous post-impregnation through the various injector stages. Due to the diameter widening and the sudden decrease in the flow velocity of the liquid, the amount of gas absorbed in the preceding injector stage is distributed much better over the cross-section of the liquid, which at the same time decisively improves the gas absorption capacity of the liquid in the subsequent injector stage. In the case of large cross-sections of the liquid flow, it can make sense to direct the liquid flow as a ring flow through the injector-nozzle system in order to ensure better mixing of the liquid with the gas quantities taken up.
  • a further measure, which substantially supports the fine impregnation and supports the homogeneous mixing of the liquid, is that a further injector nozzle system is connected downstream of the gas injector stages, but this serves only for the backmixing of already completely impregnated liquid with the liquid in the nozzle system.
  • the new arrangement can be used to supply the impregnated liquid directly to an extraction point or consumer point by means of the system described, so that the impregnated liquid can be dispensed directly.
  • the new arrangement is combined with a supply pressure container in which a supply of finely impregnated liquid is kept ready, the supply of the liquid taking place through the injector nozzle system and the discharge from the liquid supply in contrast shielded or offset in such a way that any relatively large bubbles that are present have sufficient time to rise upwards into the gas space in the liquid supply.
  • the pressure vessel 1 consists of a pressure jacket 2 and cover 3 and bottom 4.
  • a liquid quantity 8 between the minimum fluid level 26 and the maximum fluid level 27 is maintained in the pressure vessel by the sensors shown.
  • a head space 7 remains above the liquid, which is connected to the gas, e.g. Carbon dioxide gas, under a predetermined pressure of e.g. is kept filled up to 6 bar.
  • the gas is supplied e.g. via a pressure sensor x).
  • a drain 6 for the impregnated liquid from the liquid supply 8 is provided in the bottom of the container 4.
  • an injector-nozzle system 9 is arranged, which is installed in the cover 3.
  • the system 9 has a central flow channel, the inlet x) or a pressure reducer
  • the injector-nozzle system 9 has injector stages 12a, 12b, 12c which are located one behind the other in the flow direction. Before each injector stage, the clear width of the liquid flow channel is widened in stages, as shown at 13a, 13b, 13c. As a result, the flow velocity of the liquid changes suddenly as soon as it enters an injector stage. Immediately behind the diameter widening are the suction channels 14a, 14b, 14c, which in the example shown open into the gas head space 7.
  • the gas is thus sucked out of the gas head space 7 via the channels 14, so that gas and liquid mix. Since the incoming gas remains primarily in the area of the outer layers of liquid, the abrupt widening of the diameter and the abrupt reduction in the flow rate that this entails ensures that all layers of the liquid flow are thoroughly mixed when the liquid enters the next injector stage. This results in homogenization of the mixing on the one hand and an improvement in the renewed gas absorption or re-impregnation in the subsequent stage. At least two injector stages 12a, 12b are necessary to obtain the required fine impregnation.
  • another injector nozzle system .15 is connected axially downstream of the injector nozzle system 9.
  • this system has two injector stages 16a, 16b.
  • the clear width of the liquid flow channel is changed abruptly before entering an injector stage in order to promote mixing.
  • These injector stages 16a, 16b are not used for re-impregnation, but for Promotion of mixing and homogenization and to reduce the proportion of larger bubbles.
  • the system 15 has an outer jacket 18, closed off from the gas space 7, the lower open edge of which ends below the lowest liquid level 26 in the amount of liquid 8.
  • the liquid takes up gas from the head space 7 in the manner described.
  • the liquid level 26 rises due to the supplied liquid.
  • the head space 7 is reduced in volume. If this reduction in volume is greater than the gas absorption of the liquid, the pressure in the head space 7 increases at the same time, so that the gas supply via the supply line 5 is switched off. If the gas absorption by the liquid is greater, gas continues to be fed into the head space 7 during the impregnation, so that the pressure is maintained in this space.
  • the pressure in the gas space can, for example, depend on the line pressure of the irrigation water network, for example on a pressure of up to 6 bar or be held above.
  • the pressure container 1 is omitted.
  • the injector nozzle system 9 is surrounded by a jacket, the annular space of which is connected to the compressed gas source, while the jacket 18 of the injector nozzle system 15 remains closed at the lower end, as indicated at 22. In this case, the flow channel for the liquid continues, as indicated at 6a, to the point of withdrawal.
  • the difference between the smallest and the largest liquid level 26 or 27 is such that when liquid is removed individually from the pressure vessel 1, the supply of liquid through the injector nozzle systems 9 and 15 is not too frequent, so that a pump supplying the liquid to the inlet 10 is not needs to be switched on and off constantly.
  • the flow cross-section for the injector nozzle systems 9 and 15 is significantly increased.
  • a displacement body 30 in the systems 9 and 15, which displaces the liquid in a longitudinal flow through the system.
  • the displacement body 30 could be gradually or gradually enlarged in diameter or could also be designed as a smooth cylinder body in the direction of flow.
  • the cross-sectional shape and cross-sectional change of the body 30 depends on the volume to be enforced and must ensure that the desired abrupt speed reduction of the liquid is achieved from injector stage to injector stage.
  • the arrangement described works reliably both for direct dispensing and for the depicted indirect dispensing of impregnated liquid, namely in a pressure range of approximately 1 bar upwards.
  • the arrangement is therefore particularly suitable for use in horticultural businesses, since it can be used for all pressure conditions which occur there, since any compression of the gas in the water which is disadvantageous in practice is avoided because of the reduced impregnation pressure.
  • the C0 2 gas pressure is the same as the output pressure.
  • a pressure reduction valve is useful in the gas line, which is automatically adjusted to the optimal gas pressure when the device is started, depending on the water line pressure, e.g. via a membrane control device exposed to water pressure.

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Abstract

Zur Feinstimprägnierung einer Flüssigkeit mit C02-Gas wird die zu imprägnierende Flüssigkeit mit dem in dem jeweiligen Leitungssystem herrschenden Druck von 1 bar aufwärts an vorbestimmten Stellen des Leitungssystems momentan mit dem CO2-Gas bei Unterdruck bzw. gegenüber dem Systemdruck herabgesetzten Druck in Kontakt gebracht. Dazu ist eine Folge von Injektordüsen vorgesehen, durch die die Flüssigkeit unter jeweils abrupter Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit geleitet und gleichzeitig in der Injektorstufe durch Ansaugwirkung mit dem CO2-Gas in Kontakt gebracht wird, wobei der Druck im Gasimprägnierungsraum gleichzeitig der Förderdruck ist und so mit dem jeweiligen Leitungsdruck identisch ist, und zwar praktisch an jeder beliebigen Ausgabestelle. Durch Anwendung von niedrigem Imprägnierungsdruck wird eine sonst übliche Kompression der Gase vermieden und so werden auch die Spannungsverluste für den Einsatz in Freilandkulturen niedrig.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten der Gießflüssigkeit, wie Gießwasser, während des Gießvorganges zur Anreicherung mit C02 und H2C03 für Gewächshäuser und für Freilandkulturen.
  • Es sind vielerlei Verfahren und Anordnungen bekannt, um zum Beispiel Wasser mit Kohlendioxydgas anzureichern oder zu imprägnieren. Dazu wird häufig das C02-Gas in den Kopfraum eines Druckbehälters geleitet und die Flüssigkeit, die in einer vorbestimmten Menge in dem Druckbehälter enthalten ist, beim Einführen oder beim Umwälzen durch den Kopfraum versprüht. Auf der anderen Seite ist es möglich, das Gas unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in den Wasservorrat durch einen porösen Stein oder dgl. einperlen zu lassen (vgl. DE-AS 11 92 598, US-PS 224 10 18 oder GB-PS 137 14 66). Um das Wasser aus dem Vorrat durch den Kopfraum umzuwälzen und zu versprühen, kann eine mechanische Umwälzpumpe oder eine Gaspumpe verwendet werden, durch die das CO2-Gas unter Druck in den Kopfraum gedrückt wird und dabei Flüssigkeit aus dem Wasservorrat mitreißt (vgl. GB-PS 1 274 363).
  • Bei allen bekannten Verfahren wird mit relativ hohen Drücken und möglichst niedrigen Temperaturen gearbeitet, da das Aufnahmevermögen von Wasser für Gas gemäß dem Kenry'schen Gesetz mit abnehmender Temperatur und/oder zunehmendem Druck ansteigt. Die für eine Feinstimprägnierung (hoher Imprägnierungsgrad bei kleinstmöglichsten Bläschen) erforderlichen hohen Drücke und niedrigen Temperaturen schränken den Anwendungsbereich dieser Imprägnierungsverfahren stark ein und machen sie aus Gründen des Aufwandes für den Einsatz z.B. in Gärtnereien oder Gartenbaubetrieben und Freilandkulturen ungeeignet.
  • Hinzu kommt, daß bei Anteilen an größeren CO2-Bläschen in der Flüssigkeit die Verarbeitung der imprägnierten Flüssigkeit, z.B. während der Anreicherung mit anderen Stoffen, wie Düngemitteln, oder beim Verteilen, z.B. nach der Tröpfchen-Gieß-Methode oder dgl. außerordentlich erschwert ist, weil die Bläschen die kapillarartigen Strömungswege verstopfen und die Strömung behindern. Ein größerer Anteil von größeren CO2-Bläschen führt nach Freisetzen der Flüssigkeit, z.B. beim Gießen, zu einer starken Entmischung und zum Entweichen des CO2 in Gasform in die Atmosphäre. Umfangreiche Untersuchungen bestätigen jedoch, daß für die Förderung des Wachstums der Pflanze und ihres Widerstandes gegen Schädlinge maßgeblich der in den Kulturboden eindringende und dort gespeicherte Anteil des CO2 ist.Da zwischen dem physikalisch gelösten Anteil des C02 und dem als Kohlensäure chemisch gebundenen Anteil ein durch Naturgesetz festgegebenes Verhältnis (1.000 : 1) besteht, ist der in den Kulturboden einzubringende Anteil an Kohlensäure um so größer, je stärker die Flüssigkeit mit C02 imprägniert werden kann. Bei nur schwach mit C02 imprägnierten Flüssigkeiten stellt sich dieses Verhältnis nicht oder nur unvollkommen ein. Untersuchungen haben ergeben, daß der Gehalt an Kohlensäure im Boden einen entscheidenden Einfluß auf gesundes und störungsfreies Wachstum der Pflanzen besitzt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, das eingangs genannte Verfahren so weiterzubilden, daß unter wesentlich vereinfachten Verhältnissen ein optimal hoher Grad an Feinstimprägnierung von Flüssigkeit mit COZ und so ein maximal hoher Anteil an Kohlensäure in der Flüssigkeit sichergestellt werden kann und so die Anwendungsmöglichkeiten für mit C02 feinstimprägnierten Flüssigkeiten wesentlich erweitert und auch für den landwirtschaftlichen oder gartenbaumäßigen Betrieb eröffnet werden kann. Dabei sollen bei optimaler Gasanreicherung die Anteile von relativ größeren Bläschen in der Flüssigkeit beseitigt oder weitgehend ausgeschaltet werden.
  • Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 oder 3 und vorrichtungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst.
  • Überraschenderweise konnte in zahlreichen und voneinander unabhängigen Versuchen festgestellt werden, daß mit Hilfe des neuen Verfahrens, z.B. übliches Gießwasser auf gegenüber den üblichen Werten sehr hohe Werte von z.B. über 4 g pro Liter mit C02 unter Schaffung stabiler Verhältnisse (sehr geringe Neigung zur Entmischung) unabhängig von dem jeweils angewendeten Flüssigkeitsdruck feinstimprägniert werden konnte. Eine ähnliche Unabhängigkeit gilt gegenüber der vorliegenden Flüssigkeitstemperatur. Damit ergibt sich, daß das neue Verfahren außerhalb der Geltungsbereiche der üblichen Imprägnierungsgesetze (z.B. Henry'sches Gesetz) arbeitet. Dies beruht darauf, daß die Imprägnierung im Bereich einer Zone von momentan herabgesetztem Druck (Unterdruck) erfolgt.
  • Durch die weitgehende Druckunabhängigkeit und Unabhängigkeit von der Temperatur wird das neue Imprägnierungsverfahren gegenüber den bekannten Verfahren außerordentlich wirtschaftlich, so daß es auch im Großen, z.B. in der Landwirtschaft, in Gartenbaubetrieben, in der Forstwirtschaft oder dgl. eingesetzt werden kann. Die wesentlich erweiterte Einsatzmöglichkeit beruht auch darauf, daß wegen der Druckunabhängigkeit das neue Verfahren unter allen durch den Anwendungsort vorgegebenen Verhältnissen, z.B. unabhängig von dem üblichen Arbeitsdruck des Gießwasserleitungssystems und unabhängig von der jeweils angewendeten Gießart mit gleich guter Wirkung eingesetzt werden kann. Es bedarf daher keiner besonderen Anpassungsmaßnahmen an die besonderen Verhältnisse des Systems, keiner größeren Speicherungsvermögen oder Druckänderungseinrichtungen zwischen Bereichen von wesentlich unterschiedlichen Drücken.
  • Trotz der möglichen geringen Arbeitsdrücke und der möglichen relativ hohen Temperatur (bis Umgebungstemperatur) werden Imprägnierungsgrade erzielt, die nicht hinter denen der üblichen Hochdruckimprägnierungsanlagen zurückstehen. Hinzu kommt, daß das neue Verfahren eine Feinstimprägnierung ermöglicht, bei der störende, relativ größere Bläschen in der Flüssigkeit nicht vorliegen.
  • Anspruch 2 betrifft eine bevorzugte Ausführung des neuen Verfahrens, während die Maßnahmen nach Anspruch 3 sich besonders auf die Behandlung von Gießwasser beziehen.
  • Die Unteransprüche geben im übrigen vorteilhafte Weiterbildungen des neuen Verfahrens und der neuen Anordnung wieder.
  • Unter "Gießwasser" wird hier normales Wasser oder mit Düngesalzen oder dgl. angereichertes Wasser verstanden. Unter "normalem" C02-Aufnahmevermögen wird das von normalem, also nicht chemisch reinem Wasser verstanden.
  • Während das neue Verfahren und die neue Anordnung in erster Linie im Zusammenhang mit der Aufbereitung von Gießflüssigkeit beschrieben sind, ist dem Fachmann ersichtlich, daß sie sich mit besonderem Vorteil auch bei der Behandlung anderer Flüssigkeiten mit anderen Gasen zu anderen Zwecken einsetzen lassen.
  • Das neue Verfahren ermöglicht eine Aufbereitung von Gießwasser in einer Weise, die den Verhältnissen nahekommt, wie sie in besonders optimaler Form in der Natur in den wurzelnahen Bereichen des Erdbodens auftreten. Dort in der Natur wird der erforderliche Unterdruck durch das Wurzelwerk als solchem erzeugt, und das CO2 teilweise vom Wurzelwerk selbst abgegebenen bzw. als bodenbürtiges CO2 zur Verfügung gestellt, wobei das C02 in Gasform bei etwa atmosphärem Druck und atmosphärer Temperatur vorliegt.
  • In der bevorzugten Ausführung der Anordnung wird die außerordentlich gute Feinstimprägnierung der Flüssigkeit mit CO2 erzielt, indem durch die verschiedenen Injektorstufen eine fortlaufende Nachimprägnierung erfolgt. Aufgrund der Durchmessererweiterung und der dadurch bedingten sprungartigen Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit wird erreicht, daß die jeweils in der voranstehenden Injektorstufe aufgenommene Gasmenge über den Querschnitt der Flüssigkeit wesentlich besser verteilt wird, wodurch gleichzeitig die Gasaufnahmefähigkeit der Flüssigkeit in der nachfolgenden Injektorstufe entscheidend verbessert wird. Bei großen Querschnitten der Flüssigkeitsströmung kann es dabei sinnvoll sein, die Flüssigkeitsströmung als Ringströmung durch das Injektor- Düsen-System zu leiten, um so eine bessere Durchmischung der Flüssigkeit mit den aufgenommenen Gasmengen zu gewährleisten.
  • Eine weitere, die Feinstimprägnierung wesentlich unterstützende und die homogene Durchmischung der Flüssigkeit unterstützende Maßnahme besteht darin, daß den Gasinjektorstufen ein weiteres Injektor-Düsensystem nachgeschaltet ist, das jedoch lediglich zur Rückmischung von bereits vollständig imprägnierter Flüssigkeit mit der in dem Düsensystem befindlichen Flüssigkeit dient.
  • Die neue Anordnung kann verwendet werden, um durch das beschriebene System die imprägnierte Flüssigkeit direkt einer Entnahmestelle oder Verbraucherstelle zuzuführen, so daß eine direkte Abgabe der imprägnierten Flüssigkeit erfolgen kann. Bei Verbraucherstellen mit unterschiedlichen Abnahmemengen ist es jedoch vorteilhaft, wenn man die neue Anordnung kombiniert mit einem Vorrats-Druckbehälter, in dem ein Vorrat an feinstimprägnierter Flüssigkeit bereitgehalten wird, wobei der Zulauf der Flüssigkeit durch das Injektor-Düsensystem erfolgt und der Ablauf aus dem Flüssigkeitsvorrat demgegenüber abgeschirmt oder versetzt so erfolgt, daß etwaig vorhandene relativ größere Bläschen ausreichend Zeit haben, in dem Flüssigkeitsvorrat nach oben in den Gasraum aufzusteigen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • In der einzigen Figur ist ein Druckbehälter mit der Anordnung gemäß der Erfindung im senkrechten Schnitt dargestellt.
  • Im gezeigten Beispiel besteht der Druckbehälter 1 aus einem Druckmantel 2 und Deckel 3 und Boden 4. Durch die dargestellten Fühler wird in dem Druckbehälter eine Flüssigkeitsmenge 8 zwischen dem minimalen Flüssigkeitsstand 26 und dem maximalen Flüssigkeitsstand 27 aufrecht erhalten. Über der Flüssigkeit verbleibt in jedem Fall ein Kopfraum 7, der durch Leitung 5 mit dem Gas, z.B. Kohlendioxydgas, unter einem vorbestimmten Druck von z.B. bis zu 6 bar gefüllt gehalten wird. Die Zufuhr des Gases erfolgt z.B. über einen Druckfühler x) . Im Boden des Behälters 4 ist ein Ablauf 6 für die imprägnierte Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsvorrat 8 vorgesehen. In horizontaler Richtung versetzt gegenüber dem Ablauf 6 ist ein Injektor-Düsen-System 9 angeordnet, das in den Deckel 3 eingebaut ist. Das System 9 weist einen zentralen Durchströmkanal auf, der eingangsx) resp.einen Druckminderer
  • seitig über einen Stutzen 10 mit einer Druckwasserquelle verbunden ist. Das System 9 kann z.B. mittels Flansch 11 abgedichtet in den Deckel 3 eingebaut sein. Das Injektor- Düsen-System 9 weist im dargestellten Beispiel 3 in Strömungsrichtung hintereinander liegende Injektorstufen 12a, 12b, 12c auf. Vor jeder Injektorstufe ist die lichte Weite des Flüssigkeitströmungskanals stufenartig erweitert, wie bei 13a, 13b, 13c gezeigt ist. Dadurch ändert sich die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit unmittelbar bei Eintritt in eine Injektorstufe schlagartig. Unmittelbar hinter der Durchmessererweiterung liegen die Ansaugkanäle 14a, 14b, 14c, die im dargestellten Beispiel in den Gaskopfraum 7 münden. Bei Betrieb wird somit das Gas aus dem Gaskopfraum 7 über die Kanäle 14 angesaugt, so daß sich Gas und Flüssigkeit mischen. Da das eintretende Gas vornehmlich im Bereich der außen liegenden Flüssigkeitsschichten verbleibt, sorgt die abrupte Durchmessererweiterung und die dadurch bedingte abrupte Verringerung der Durchflußgeschwindigkeit bei Eintritt der Flüssigkeit in die nächste Injektorstufe für eine innige Durchmischung aller Schichten der Flüssigkeitsströmung. Dadurch ergibt sich eine Homogenisierung der Durchmischung einerseits und eine Verbesserung der erneuten Gasaufnahme oder Nachimprägnierung in der nachfolgenden Stufe. Es sind mindestens zwei Injektorstufen 12a, 12b notwendig, um die erforderliche Feinstimprägnierung zu erhalten.
  • Um weiterhin die Ausschaltung von relativ größeren Gasbläschen in der Flüssigkeit zu fördern, ist dem Injektor-Düsensystem 9 ein weiteres Injektor-Düsensystem .15 achsial nachgeschaltet. Im dargestellten Beispiel weist dieses System zwei Injektorstufen 16a, 16b auf. Auch hier wird zur Förderung der Durchmischung die lichte Weite des Flüssigkeitsströmungskanals vor Eintritt in eine Injektorstufe abrupt verändert. Diese Injektorstufen 16a, 16b dienen nicht zur Nachimprägnierung, sondern zur Förderung der Durchmischung und Homogenisierung und zur Verringerung des Anteiles größerer Bläschen. Zu diesem Zweck weist das System 15 einen äußeren, zum Gasraum 7 abgeschlossenen Mantel 18 auf, dessen unterer offener Rand unterhalb des tiefstliegenden Flüssigkeitsspiegels 26 in der Flüssigkeitsmenge 8 endet. Durch das offene Ende 21 des Mantels und durch eine stromabwärts liegende Austrittsöffnung 20 des Flüssigkeitsströmungskanals kann unter der Saugwirkung der Injektorstufen 16a, 16b bereits fertig imprägnierte Flüssigkeit angesaugt und der Flüssigkeitsströmung in dem System 15 zugemischt werden. Der Austritt 25 des Injektor-Düsensystems liegt ebenfalls unterhalb des tiefsten Flüssigkeitsspiegels 26, so daß die austretende Flüssigkeit keinerlei Gas in größeren Blasen aus dem Kopfraum 7 mitreißen kann.
  • Durch die seitliche Versetzung des Austritts 25 des Injektor-Düsensystems 15 gegenüber dem Auslaß 6 des Flüssigkeitsvorrages wird gewährleistet, daß etwaige größere Bläschen in der Flüssigkeit Zeit genug haben, durch den Flüssigkeitsvorrat 8 in den Kopfraum 7 aufzusteigen, so daß sie nicht durch die Flüssigkeitsentnahme und damit durch die Leitung 6 mitgerissen werden können.
  • Wird Flüssigkeit durch den Einlaß 10 eingeführt, nimmt die Flüssigkeit in der beschriebenen Weise Gas aus dem Kopfraum 7 auf. Der Flüssigkeitsspiegel 26 steigt durch die zugeführte Flüssigkeit an. Der Kopfraum 7 verkleinert sich volumenmäßig. Ist diese Volumenverkleinerung größer als die Gasaufnahme der Flüssigkeit, steigt gleichzeitig der Druck im Kopfraum 7 an, so daß die Gaszufuhr über die Zufuhrleitung 5 abgeschaltet wird. Ist die Gasaufnahme durch die Flüssigkeit größer, so wird während der Imprägnierung weiterhin Gas in den Kopfraum 7 nachgeführt, so daß in diesem Raum der Druck aufrechterhalten bleibt. Der Druck im Gasraum kann beispielsweise auf dem Leitungsdruck des Gießwassernetzes, z.B. auf einem Druck bis zu 6 bar oder auch darüber gehalten werden.
  • Werden die Injektor-Düsensysteme 9 und 15 zur Einzelabgabe oder direkten Abgabe von Imprägnierflüssigkeit eingesetzt, entfällt der Druckbehälter 1. Das Injektor-Düsensystem 9 wird von einem Mantel umgeben, dessen Ringraum mit der Druckgasquelle in Verbindung steht, während der Mantel 18 des Injektor-Düsensystems 15 am unteren Ende, wie bei 22 angedeutet ist, geschlossen bleibt. In diesem Fall setzt sich der Durchströmkanal für die Flüssigkeit, wie bei 6a angedeutet ist, fort, und zwar bis zur Entnahmestelle.
  • Die Differenz zwischen kleinstem und größtem Flüssigkeitsstand 26 bzw. 27 wird so bemessen, daß bei Einzelentnahme aus dem Druckbehälter 1 die Nachfuhr von Flüssigkeit durch die Injektor-Düsensysteme 9 und 15 nicht zu häufig erfolgt, so daß eine die Flüssigkeit dem Zulauf 10 zuführende Pumpe nicht ständig ein- und ausgeschaltet zu werden braucht.
  • Bei Versorgung von großen Entnahmestellen wird der Durchströmquerschnitt für die Injektor-Düsensysteme 9 und 15 wesentlich vergrößert. Um dennoch eine innige homogene Durchmischung über die Querschnittsfläche der Flüssigkeitsströmung zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, in die Systeme 9 und 15 einen Verdrängungskörper 30 einzusetzen, der die Flüssigkeit in Längsströmung durch das System führt. Wie dargestellt, könnte der Verdrängungskörper 30 allmählich oder stufenweise im Durchmesser vergrößert sein oder aber auch als in Strömungsrichtung glatter Zylinderkörper ausgebildet sein.
  • Die Querschnittsform und Querschnittsänderung des Körpers 30 richtet sich nach der durchzusetzenden Volumenmenge und muß sicherstellen, daß die gewünschte abrupte Geschwindigkeitsverminderung der Flüssigkeit von Injektorstufe zu Injektorstufe erreicht wird.
  • Die beschriebene Anordnung arbeitet zuverlässig sowohl für die Direktabgabe als auch für die dargestellte indirekte Abgabe von imprägnierter Flüssigkeit, und zwar in einem Druckbereich von etwa 1 bar aufwärts. Die Anordnung ist daher besonders geeignet für den Einsatz in Gartenbaubetrieben, da sie für alle dort auftretenden Druckverhältnisse infrage kommt, da wegen des erniedrigten Imprägnierungsdruckes jede in der Praxis nachteilige Kompression des Gases im Wasser vermieden wird. Im gewerblichen Bereich ist der C02-Gasdruck gleich dem Leistungs-Förderdruck.
  • Bei Anwendung im Haushalt oder in der Hobby-Gärtnerei ist dagegen in der Gasleitung ein Druckminderungsventil zweckmäßig, das in Abhängigkeit vom jeweiligen Wasserleitungsdruck auf den optimalen Gasdruck bei Inbetriebnahme des Gerätes automatisch eingeregelt wird, z.B. über eine dem Wasserdruck ausgesetzte Membran-Steuereinrichtung.

Claims (15)

1. Verfahren zum Aufbereiten von Gießwasser während des Gießvorganges zur Anreicherung mit C02 und H2CO3, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkeit mit der Temperatur und mit dem Druck des jeweirigen Gießleitungssystems mit reinem C02 auf einen Wert bis zum Fünffachen des natürlichen CO2-Aufnahme- vermögens der Flüssigkeit für CO2 feinstimprägniert wird, indem die strömende Flüssigkeit an einer oder mehreren Stellen ihres Strömungsweges momentan auf einen gegenüber dem normalen Druck des Gießleitungssystems herabgesetzten Druck gebracht und gleichzeitig in partiellen Bereichen CO2-Atmosphäre ausgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkeit in der Imprägnierungszone an den genannten Stellen ihres Strömungsweges jeweils einer abrupten Verringerung ihrer Strömungsgeschwindigkeit und einer Atmosphäre von reinem C02 ausgesetzt wird, deren Druck mindestens etwa dem normalen Druck des jeweiligen Gießleitungssystems entspricht.
3. Verfahren zum Aufbereiten von Gießwasser während des Gießvorganges zur Anreicherung mit C02 und H2CO3, dadurch gekennzeichnet , daß das Gießwasser unabhängig von der jeweiligen Größe des zwischen 1 bar und etwa 6 bar liegenden Leitungsdruckes und unabhängig von seiner zwischen etwa 6°C-20°C liegenden Gießtemperatur allein unter Anwendung von gegenüber dem normalen Leitungsdruck momentan herabgesetztem Druck mit CO2 in einer Menge bis zu etwa 5g pro Liter feinstimprägniert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkeit durch eine Folge von wenigstens zwei Gasinjektordüsen geleitet und in jeder Düse ihre Strömungsgeschwindigkeit unter Erzeugung eines Unterdrucks abrupt verringert wird, und daß die CO2-Atmosphäre der Ansaugwirkung des Unterdruckes ausgesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkeit nach Passieren der Gasimprägnierungsstellen durch wenigstens eine weitere Stelle geleitet und an dieser ebenfalls einer abrupten Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit ausgesetzt wird, und daß ein Teil der bereits feinstimprägnierten Flüssigkeit der Ansaugwirkung des hierbei erzeugten Unterdrucks ausgesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkeit in Form einer Ringströmung durch jede Injektordüse geleitet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkeitsströmung nach Passieren der genannten Stellen ihres Strömungsweges direkt der oder den Abgabestellen für imprägnierte Flüssigkeit zugeleitet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkeitsströmung nach Passieren der genannten Stellen einer Vorratsmenge an imprägnierter Flüssigkeit unterhalb deren Flüssigkeitsspiegel zugeleitet wird, und daß aus der Vorratsmenge die imprägnierte Flüssigkeit einer oder mehreren Abgabestellen zugeleitet wird.
9. Anordnung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 3 mit einem Gießleitungssystem für unter einem vorbestimmten Druck zwischen 1 bar und 6 bar an eine oder mehrere Abgabestellen zu verteilende Flüssigkeit, gekennzeichnet durch eine Anordnung zum Feinstimprägnieren der Flüssigkeit mit CO2 und Anreicherung mit H2CO3, welche wenigstens zwei in der Strömungsrichtung des Leitungssystems hintereinander angeordnete Injektordüsen (12a bis 12c) aufweist, die gleichachsig an das Leitungssystem anschließbar sind, wobei der Strömungsquerschnitt in jeder Injektordüse eine stufenartige Erweiterung (13a bis 13c) aufweist und jede Erweiterung mit einer an eine Quelle für reines CO2 anschließbaren Gaskammer (7) in Ansaugverbindung (14a bis 14c) steht.
10.Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß den mit der Gaskammer (7) in Ansaugverbindung stehenden Injektordüsen (12a bis 12c) wenigstens eine weitere Injektordüse (15) nachgeschaltet ist, die ebenfalls eine stufenartige Erweiterung aufweist, deren Ansaugöffnung (22a,22b) mit einer stromabwärts liegenden Austrittsöffnung (20) für bereits imprägnierte Flüssigkeit strömungsmäßig verbunden ist.
11.Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die letzte der mit der Gaskammer (7) in Ansaugverbindung stehenden Injektor- düsen in eine Vorratsmenge (8) an bereits imprägnierter Flüssigkeit unter deren Flüssigkeitsspiegel (26, 27) mündet, und die nachgeschaltete Injektordüse mit ihter Ansaugöffnung mit der Vorratsmenge (8) in Strömungsverbindung steht.
12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Gaskammer (7) durch den Kopfraum eines die Vorratsmenge (8) enthaltenden Druckbehälters (1) gebildet ist.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die bereits imprägnierte Flüssigkeit ansaugende Injektordüse (16a,16b) von einem einen Ringraum bildenden Mantel (18) umgeben ist, in welchen die Ansaugöffnung (22a,22b) dieser Injektorstufe sowie die Flüssigkeitsaustrittsöffnung (20) des Gießleitungssystems mündet bzw. der frei in die Vorratsmenge (8) an imprägnierter Flüssigkeit taucht.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß der mit dem Gießleitungssystem verbindbare Auslauf (6) des Behälters (1) gegenüber dem Austritt (25) der letzten Injektordüse so abgeschirmt oder seitlich versetzt angeordnet ist, daß größere Gasblasen ungehindert in den Gaskopfraum (7) aufsteigen können.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß in dem Durchströmkanal für die Flüssigkeit durch die verschiedenen Injektorstufengruppen (9,15) durch einen zentralen Verdrängungsteil (30) als Ringkanal ausgebildet ist, wobei der Durchmesser des Verdrängungsteils (30) in Strömungsrichtung vorzugsweise stetig oder stufenweise zunimmt oder rohrförmig zylindrisch ausgebildet ist.
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