CH717891B1 - Water activation device. - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur elektrophysikalischen und elektrochemischen Wasseraktivierung umfasst einen offenen Tauchreaktor (100) und eine Steuerung (200) zur Beaufschlagung von Elektroden des Tauchreaktors mit Gleichspannung, wobei der Tauchreaktor (100) in einen zu behandelndes Wasser (W) enthaltenden Tank (40) einsetzbar ist. Die Vorrichtung wirkt bakterizid, viruzid und fungizid.A device for electrophysical and electrochemical water activation comprises an open immersion reactor (100) and a controller (200) for applying DC voltage to electrodes of the immersion reactor, the immersion reactor (100) being insertable into a tank (40) containing water (W) to be treated . The device has a bactericidal, virucidal and fungicidal effect.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrophysikalischen und elektrochemischen Wasseraktivierung gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. The invention relates to a device for electrophysical and electrochemical water activation according to the preamble of independent claim 1.

[0002] Die elektrochemische und elektrophysikalische Aktivierung von Wasser ist eine bekannte Technologie zur Aufrechterhaltung der Wasserqualität, insbesondere zur Keimfreihaltung von Wasser. Entsprechende auf dieser Technologie basierende Vorrichtungen werden z.B. von der Firma Zimmermann Verfahrenstechnik AG, 4142 Münchenstein, Schweiz unter der Markenbezeichnung Hydrolyte® vertrieben. The electrochemical and electrophysical activation of water is a well-known technology for maintaining water quality, in particular for keeping water sterile. Corresponding devices based on this technology are sold, for example, by the company Zimmermann Verfahrenstechnik AG, 4142 Münchenstein, Switzerland under the brand name Hydrolyte®.

[0003] Der wesentlichste Bestandteil dieser bekannten elektrochemischen Wasseraktivierungsvorrichtungen ist ein Durchlauf-Elektrolysereaktor mit über eine Steuerung von Gleichstrom beaufschlagten Elektroden, wobei das zu behandelnde Wasser im Durchlauf elektrolytisch zersetzt wird. Die dabei entstehenden Reaktionsprodukte weisen eine viruzide, bakterizide und fungizide Wirkung auf und bleiben bis zu mehreren Stunden reaktionsfähig. The most important part of these known electrochemical water activation devices is a continuous flow electrolysis reactor with applied via a control of direct current electrodes, wherein the water to be treated is electrolytically decomposed in the flow. The resulting reaction products have a virucidal, bactericidal and fungicidal effect and remain reactive for up to several hours.

[0004] Durch die vorliegende Erfindung soll nun eine Vorrichtung zur elektrochemischen Wasseraktivierung geschaffen werden, die konstruktiv besonders einfach ist und zum Einbau in Wassertanks geeignet ist, so dass sie speziell für die Aufrechterhaltung der Wasserqualität bzw. Decontamination des Brauchwassers in Whirlpools, Schwimmbädern, Wohnwagen, Campern, Schiffen, Dekorationsbrunnen etc. eingesetzt werden kann. The present invention is intended to create a device for electrochemical water activation that is structurally particularly simple and is suitable for installation in water tanks, so that it is specifically designed for maintaining the water quality and decontamination of the service water in whirlpools, swimming pools, caravans , campers, ships, decorative fountains, etc. can be used.

[0005] Die Lösung dieser der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in der Vorrichtung gemass den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. The solution to this problem underlying the invention consists in the device according to the features of independent claim 1.

[0006] Zweckmassige und besonders vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Expedient and particularly advantageous further configurations of the device according to the invention are the subject matter of the dependent claims.

[0007] Das Wesen der Erfindung besteht in Folgendem: Eine Vorrichtung zur elektrophysikalischen und elektrochemischen Wasseraktivierung umfasst einen Elektroden aufweisenden Elektrolysereaktor und eine Steuerung zur Beaufschlagung von Elektroden des Elektrolysereaktors mit Gleichspannung. Der Elektrolysereaktor ist als offener Tauchreaktor ausgebildet, der in einen Tank für zu behandelndes Wasser einsetzbar ist und mehrere Öffnungen aufweist, durch die Wasser in den Tauchreaktor eintreten und wieder aus diesem austreten kann. Die Steuerung ist dazu ausgebildet, die Elektroden mit einstellbar konstantem Gleichstrom zu beaufschlagen.Durch die Ausbildung als Tauchreaktor kann die Vorrichtung konstruktiv sehr einfach und kostengünstig realisiert werden. The essence of the invention consists in the following: A device for electrophysical and electrochemical water activation comprises an electrolytic reactor having electrodes and a controller for applying DC voltage to electrodes of the electrolytic reactor. The electrolysis reactor is designed as an open submersible reactor which can be inserted into a tank for water to be treated and has a number of openings through which water can enter and exit the submersible reactor. The controller is designed to apply an adjustable, constant direct current to the electrodes. Because it is designed as an immersion reactor, the device can be implemented in a structurally very simple and cost-effective manner.

[0008] Vorteilhafterweise weist der Tauchreaktor zwei gleich ausgebildete Elektroden auf, die beide sowohl als Anode als auch als Kathode fungieren können, und ist die Steuerung dazu ausgebildet, die Polarität der die Elektroden beaufschlagenden Gleichspannung in einstellbaren Zeitabständen zu wechseln. Dies vereinfacht die Konstruktion der Vorrichtung weiter und zudem kann eine ungleichmässige Abnutzung der Elektroden vermieden werden. Advantageously, the immersion reactor has two identically designed electrodes, both of which can function both as an anode and as a cathode, and the controller is designed to change the polarity of the DC voltage acting on the electrodes at adjustable time intervals. This further simplifies the construction of the device and, moreover, uneven wear of the electrodes can be avoided.

[0009] Vorteilhafterweise bestehen die beiden Elektroden aus mit einem Mischoxid mehrfach beschichtetem Titan. Derart ausgebildete Elektroden sind für den Einsatzzweck der Vorrichtung besonders geeignet. Advantageously, the two electrodes consist of titanium multiply coated with a mixed oxide. Electrodes designed in this way are particularly suitable for the intended use of the device.

[0010] Vorteilhafterweise ist die Steuerung dazu ausgebildet, die Elektroden mit einstellbar konstantem Gleichstrom im Bereich von 1 bis 5 A zu beaufschlagen. Dadurch kann die Vorrichtung optimal an unterschiedliche Wasserqualitäten angepasst werden. Advantageously, the controller is designed to act on the electrodes with an adjustable constant direct current in the range of 1 to 5 A. As a result, the device can be optimally adapted to different water qualities.

[0011] Vorteilhafterweise ist die Steuerung für eine Stromversorgung aus einer 12 V bis 48 V Gleichspannungsquelle (Niederspannungsbereich) ausgebildet. Dies erleichtert den Einsatz der Vorrichtung in mobilen Wassertanks. Advantageously, the controller for a power supply from a 12 V to 48 V DC voltage source (low voltage range) is formed. This facilitates the use of the device in mobile water tanks.

[0012] Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Ansicht eines Tauchreaktors der erfindungsgemässen Vorrichtung; Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Tauchreaktor der Fig. 1; Fig. 3 eine schematische Ansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung mit in einen Wassertank eingebautem Tauchreaktor und Fig. 4 eine Variante des Tauchreaktors der Vorrichtung.In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawings show: FIG. 1 a view of an immersion reactor of the device according to the invention; FIG. 2 shows a longitudinal section through the immersion reactor of FIG. 1; 3 shows a schematic view of the device according to the invention with an immersion reactor built into a water tank, and FIG. 4 shows a variant of the immersion reactor of the device.

[0013] Die dargestellte erfindungsgemässe Vorrichtung zur elektrochemischen Wasseraktivierung umfasst gemäss Fig. 3 im Wesentlichen drei Komponenten, und zwar einen als Ganzes mit 100 bezeichneten Tauchreaktor, eine elektrische bzw. elektronische Steuerung 200 und eine Stromversorgung 300. According to FIG. 3, the device according to the invention for electrochemical water activation shown essentially comprises three components, namely an immersion reactor designated as a whole with 100, an electrical or electronic controller 200 and a power supply 300.

[0014] Der Aufbau des Tauchreaktors 100 geht aus den Figuren 1 und 2 hervor. Der Tauchreaktor 100 umfasst einen rohrförmigen Mittelteil 10, einen im Wesentlichen scheibenförmigen Deckelteil 20 und einen hohlkonischen Bodenteil 30. Die drei Teile des Tauchreaktors 100 bestehen vorzugsweise aus für den Kontakt mit Trinkwasser tauglichem Polyoxymethylene. The construction of the immersion reactor 100 is shown in FIGS. The submersible reactor 100 comprises a tubular central part 10, an essentially disc-shaped cover part 20 and a hollow conical bottom part 30. The three parts of the submersible reactor 100 are preferably made of polyoxymethylene suitable for contact with drinking water.

[0015] Die Wand des Mittelteils 10 des Tauchreaktors 100 ist von gleichmässig über ihren Umfang verteilten länglichen Öffnungen 11 durchbrochen, durch welche Wasser in den Tauchreaktor eintreten und wieder aus ihm austreten kann. The wall of the central part 10 of the submersible reactor 100 is pierced by elongate openings 11 distributed uniformly over its circumference, through which water can enter the submersible reactor and exit again from it.

[0016] Im Inneren des Mittelteils 10 des Tauchreaktors 100 sind parallel im Abstand angeordnete längliche Elektroden 12 und 13 vorgesehen und im Deckelteil 20 befestigt, z.B. eingeschraubt. Die beiden Elektroden 12 und 13 sind über je eine durch den Deckelteil 20 verlaufende Kupferlitze 14 bzw. 15 elektrisch mit je einem Kabel 21 bzw. 22 verbunden. Eine Muffe 23 auf dem Deckelteil 20 dient zur dichten Befestigung der beiden Kabel 21 und 22 auf dem Deckelteil 20. Die Kupferlitzen 14 und 15 können durch die Seelen der beiden Kabel 21 und 22 gebildet sein. Auf den beiden Kabeln 21 und 22 sind äussere Schutzschläuche aus PTFE angebracht. Die beiden Kabel können selbstverständlich auch als einziges zweiadriges Kabel realisiert sein. In the interior of the central part 10 of the immersion reactor 100, parallel, spaced-apart elongated electrodes 12 and 13 are provided and fastened in the cover part 20, e.g. screwed in. The two electrodes 12 and 13 are each electrically connected to a cable 21 or 22 via a copper wire 14 or 15 running through the cover part 20 . A sleeve 23 on the cover part 20 is used for tight attachment of the two cables 21 and 22 on the cover part 20. The copper strands 14 and 15 can be formed by the cores of the two cables 21 and 22. On the two cables 21 and 22 outer protective hoses made of PTFE are attached. The two cables can of course also be implemented as a single two-wire cable.

[0017] Die beiden Elektroden 12 und 13 sind gleich ausgebildet und bestehen aus Titan-Platten oder Titan-Streckmaterial und sind mit einem Mischmetalloxid wie Titanoxid, Rhodium, Ruthenium und Iridium mehrfach beschichtet. Die beiden Elektroden 12 und 13 sind mit dem gleichen Mischoxid beschichtet, so dass sie sowohl als Anode als auch als Kathode fungieren können. The two electrodes 12 and 13 are of the same design and consist of titanium plates or titanium expanded material and are coated several times with a mixed metal oxide such as titanium oxide, rhodium, ruthenium and iridium. The two electrodes 12 and 13 are coated with the same mixed oxide so that they can function both as an anode and as a cathode.

[0018] Wie Fig. 3 zeigt, ist der Tauchreaktor 100 im praktischen Einsatz in einen Wassertank 40 eingebaut. Der das zu behandelnde Wasser W enthaltende Wassertank 40 umfasst einen Öffnungsstutzen 41 mit einem Verschlussdeckel 42, einen Wassereinlass 43, einen Wasserauslass 44 und einen Entlüftungsanschluss 45. Ferner befindet sich am Boden des Wassertanks 40 eine ringförmige Fassung 46, in welche der Tauchreaktor 100 mit seinem konischen Bodenteil 30 eingesetzt ist. shows, the submersible reactor 100 is installed in a water tank 40 in practical use. The water tank 40 containing the water W to be treated comprises an opening socket 41 with a sealing cap 42, a water inlet 43, a water outlet 44 and a vent connection 45. There is also an annular socket 46 on the bottom of the water tank 40, into which the immersion reactor 100 with its conical bottom part 30 is used.

[0019] Die beiden Kabel 21 und 22 verbinden die Elektroden 12 und 13 des Tauchreaktors 100 mit der Steuerung 200, die von der Stromversorgung 300 gespeist wird. Bei der Stromversorgung 300 kann es sich beispielsweise um eine 12 V bis 48 V Gleichspannungsquelle, z.B. eine Auto-Batterie handeln. Die Versorgung durch das das öffentliche Stromnetz, z.B. 230 V, ist jedoch auch möglich, z.B. mittels eines geeigneten Adapters. The two cables 21 and 22 connect the electrodes 12 and 13 of the submersible reactor 100 to the controller 200, which is powered by the power supply 300. The power supply 300 can be, for example, a 12 V to 48 V DC voltage source, such as a car battery. However, the supply from the public power grid, e.g. 230 V, is also possible, e.g. using a suitable adapter.

[0020] Die körperliche Grösse des Tauchreaktors 100 ist an die Grösse des Wassertanks 40 angepasst. Der Tauchreaktor 100 ist im Wassertank 40 so angeordnet, dass eine optimale, möglichst laminare Umströmung der Elektroden sichergestellt ist. The physical size of the submersible reactor 100 is adapted to the size of the water tank 40. The immersion reactor 100 is arranged in the water tank 40 in such a way that an optimal, as laminar flow as possible around the electrodes is ensured.

[0021] Im Betrieb der Vorrichtung beaufschlagt die Steuerung 200 die beiden Elektroden 12 und 13 mit Gleichspannung, wobei diese von der Steuerung 200 so geregelt wird, dass zwischen den Elektroden ein konstanter Gleichstrom fliesst. Der Gleichstrom kann an der Steuerung zwischen etwa 1 und 5 A einstellbar sein. Dadurch kann die Vorrichtung an Wasser unterschiedlicher Inhaltsstoffe und insbesondere quantitativ abweichenden Salzgehalts angepasst werden. Die Höhe der Gleichspannung passt sich dem Leitwert des Wassers an und wird je nach Wasserbeschaffenheit zwischen 5 und z.B. 48 VDC moduliert. During operation of the device, the controller 200 applies direct current to the two electrodes 12 and 13, which is regulated by the controller 200 in such a way that a constant direct current flows between the electrodes. The DC current can be set between about 1 and 5 A on the controller. As a result, the device can be adapted to water with different ingredients and, in particular, with a quantitatively different salt content. The level of the DC voltage adapts to the conductance of the water and is modulated between 5 and e.g. 48 VDC depending on the water quality.

[0022] Die Steuerung 200 wechselt in einstellbaren zeitlichen Intervallen, z.B. halbstündlich, die Polarität der den Elektroden 12 und 13 zugeführten Gleichspannung, so dass die beiden Elektroden abwechselnd als Kathode und Anode bzw. umgekehrt arbeiten. Der Polaritätswechsel bietet den Vorteil, dass sich das an der jeweiligen Kathode aufbauende Calziumcarbonat löst und ausfällt. Desweiteren werden Kristallite durch das elektromagnetische Feld in Aragonite umgewandelt, welche sich als amorphe Schicht niederschlagen. The controller 200 changes the polarity of the DC voltage supplied to the electrodes 12 and 13 at adjustable time intervals, e.g. every half hour, so that the two electrodes work alternately as cathode and anode or vice versa. The polarity change offers the advantage that the calcium carbonate building up on the respective cathode dissolves and precipitates. Furthermore, crystallites are converted into aragonites by the electromagnetic field, which are deposited as an amorphous layer.

[0023] In Fig. 4 ist eine Variante des Tauchreaktors dargestellt. Der hier als Ganzes mit 101 bezeichnete Tauchreaktor unterscheidet sich vom Tauchreaktor 100 gem. Figuren 1-3 lediglich dadurch, dass der konische Bodenteil fehlt und er somit unten offen ausgebildet ist. In Fig. 4 a variant of the immersion reactor is shown. The immersion reactor designated here as a whole with 101 differs from the immersion reactor 100 according to FIGS. 1-3 only in that the conical bottom part is missing and it is therefore open at the bottom.

[0024] Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur elektrochemischen und elektrophysikalischen Wasseraktivierung erzeugt eine grosse Menge von Bläschen-Clustern aus Sauerstoff und Wasserstoff. Die Vorrichtung erzeugt Radikale wie OH<->, O2<->, O2<2>-“ HO<-,>O3, welche in die Zellmembranen und Proteinhüllen penetrieren und sowohl Bakterien, Viren und die Sporen von Pilzen auf physikalischem Wege denaturieren. Die Vorrichtung reduziert den Kalkanteil im Wasser sigifikant, indem die Calzite sich an den negativ beaufschlagten Elektroden festsetzen und durch Umpolung abfallen und im Behälterboden sedimentieren. Die Vorrichtung wandelt die Calzite elektromagnetisch in Aragonite um, welche in der Folge nicht mehr als harte Kalkausfällungen, sondern als amorphe Gebilde sedimentieren. The inventive device for electrochemical and electrophysical water activation generates a large amount of bubble clusters of oxygen and hydrogen. The device generates radicals such as OH<->, O2<->, O2<2>-“HO<-,>O3, which penetrate cell membranes and protein envelopes and physically denature bacteria, viruses and fungal spores. The device significantly reduces the proportion of lime in the water, in that the calcite settles on the negatively charged electrodes and falls off due to polarity reversal and sediments in the bottom of the tank. The device converts the calcite electromagnetically into aragonite, which subsequently no longer settles out as hard limestone deposits but as amorphous structures.

[0025] Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur elektrochemischen und elektrophysikalischen Wasseraktivierung ist konstruktiv extrem einfach und dadurch relativ kostengünstig herstellbar. Sie benötigt wenig Energie und kaum Wartung. Ausserdem kann sie ohne besonderen Aufwand in bestehende Wassertanks eingebaut werden. The inventive device for electrochemical and electrophysical water activation is structurally extremely simple and therefore relatively inexpensive to produce. It requires little energy and hardly any maintenance. In addition, it can be installed in existing water tanks without any special effort.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur elektrophysikalischen und elektrochemischen Wasseraktivierung mit einem Elektroden (12, 13) aufweisenden Elektrolysereaktor und einer Steuerung (200) zur Beaufschlagung der Elektroden des Elektrolysereaktors mit Gleichspannung, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolysereaktor als offener Tauchreaktor (100; 101) ausgebildet ist, der in einen Tank (40) für zu behandelndes Wasser (W) einsetzbar ist und mehrere Öffnungen (11) aufweist, durch die Wasser in den Tauchreaktor eintreten und wieder aus diesem austreten kann, und dass die Steuerung (200) dazu ausgebildet ist, die Elektroden (12, 13) mit einstellbar konstantem Gleichstrom zu beaufschlagen.1. Device for electrophysical and electrochemical water activation with an electrolysis reactor having electrodes (12, 13) and a controller (200) for applying DC voltage to the electrodes of the electrolysis reactor, characterized in that the electrolysis reactor is designed as an open immersion reactor (100; 101), which can be inserted into a tank (40) for water (W) to be treated and has a plurality of openings (11) through which water can enter and exit the submerged reactor, and that the controller (200) is designed to Electrodes (12, 13) to apply adjustable constant direct current. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchreaktor (100; 101) zwei gleich ausgebildete Elektroden (12, 13) aufweist, die beide sowohl als Anode als auch als Kathode fungieren können, und dass die Steuerung (200) dazu ausgebildet ist, die Polarität der die Elektroden (12, 13) beaufschlagenden Gleichspannung in einstellbaren Zeitabständen zu wechseln.2. Device according to claim 1, characterized in that the immersion reactor (100; 101) has two identically designed electrodes (12, 13), both of which can act both as an anode and as a cathode, and that the controller (200) is designed for this purpose is to change the polarity of the DC voltage applied to the electrodes (12, 13) at adjustable time intervals. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektroden (12, 13) aus mit einem Mischoxid mehrfach beschichtetem Titan bestehen.3. Device according to claim 2, characterized in that the two electrodes (12, 13) consist of titanium multiply coated with a mixed oxide. 4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke des konstanten Gleichstroms von 1 bis 5 A einstellbar ist.4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the strength of the constant direct current from 1 to 5 A is adjustable. 5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (200) für eine Stromversorgung aus einer 12 V bis 48 V Gleichspannungsquelle ausgebildet ist.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the controller (200) is designed for a power supply from a 12 V to 48 V DC voltage source.