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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung eines Fluids, ein Verfahren zur Behandlung eines Fluids sowie die Verwendung einer Vorrichtung zur Behandlung eines Fluids.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits Vorrichtungen und Verfahren zur Behandlung eines Fluids, beispielsweise zur Ausfällung von Kalk aus Wasserleitungen und zur Durchflusssteigerung eines Fluids in einer Leitung bekannt.
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Bisherige Technologien arbeiten dabei insbesondere mit Druck oder Sog, wobei die hierfür benötigte Energie durch externe Energiequellen bereitgestellt wird. Dies bedeutet Abhängigkeit von externen Energiequellen und kann auch zu einem Qualitätsverlust der Flüssigkeit führen. Wird beispielsweise der Druck einer zu fördernden Flüssigkeit erhöht, steigt z. B. die Reibung der Flüssigkeit, so dass es beispielsweise zu Energieverlusten in Form von Wärme kommt. Diese Energie fehlt der Flüssigkeit bzw. geht somit verloren. Beispielsweise bei Wasserleitungen werden ferner durch Druck Kalkkristalle gebrochen und haften an den Wänden der Wasserleitung an.
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Des Weiteren konnte beobachtet werden, dass mit den bisherigen Techniken erhebliche Materialverluste der flüssigkeitsführenden Teile entstehen können.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung eines Fluids sowie die Verwendung einer Vorrichtung zur Behandlung eines Fluids in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass eine effektivere und einfachere Behandlung eines Fluids möglich und durch die Behandlung eines Fluids die Eigenschaften des Fluids verbesserbar sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur Behandlung eines Fluids mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass eine Vorrichtung zur Behandlung eines Fluids wenigstens ein in ein rohrförmiges Element einsetzbares Fluidverwirbelungselement sowie wenigstens ein rohrförmiges Element, das zumindest teilweise das Fluidverwirbelungselement umgibt und/oder in das das Fluidverwirbelungselement einsetzbar oder eingesetzt ist, umfasst, wobei das Fluidverwirbelungselement ein Anlaufei aufweist, mittels dessen das das Fluidverwirbelungselement anströmende Fluid teilbar ist, und wobei das Fluidverwirbelungselement wenigstens zwei Durchffusskanäle aufweist, durch die zumindest teilweise das durch das Anlaufei geteilte Fluid strömbar ist.
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Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine turbulente Strömung stromabwärts der Vorrichtung erzeugbar ist, wodurch die Haftreibung des stromabwärts fließenden Fluids in einer Leitung verringert bzw. auf Null bzw. nahe Null reduziert werden kann.
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Das Anlaufei ermöglicht es vorteilhafterweise, das die Vorrichtung anströmende Fluid gleichmäßig und verwirbelungsarm zu teilen und gleichmäßig auf die Durchflusskanäle zu verteilen. Das Anlaufei weist dazu vorzugsweise eine im Wesentlichen eiförmige Form auf, wobei das Anlaufei mit seiner Spitze zuerst von dem Fluid angeströmt wird.
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Bei dem Fluid kann es sich um jegliche Art von Fluid handeln, beispielsweise um Wasser, Trinkwasser, Mineralwasser, Getränke aller Art, insbesondere alkoholische oder nichtalkoholische Getränke, Milch, usw. aber z. B. auch Kraftstoffe aller Art wie Benzin oder Diesel oder Kerosin.
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Es konnte als vorteilhafte Wirkung beobachtet werden, dass das durch die Vorrichtung strömende Fluid nach dem Durchströmen der Vorrichtung eine Qualitätsverbesserung erfährt, z. B. bei Trinkwasser eine Reduzierung des ausfallenden und an der Trinkwasserleitung anlagernden Kalkes. Außerdem wurde eine Geschmacksverbesserung von Trinkwasser berichtet.
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Ferner konnte eine Durchsatzerhöhung bei im Wesentlichen konstantem Druck bzw. Staudruck beobachtet werden. Dies wird dadurch erreicht, dass aufgrund der Fluidverwirbelung ein Sog stromabwärts der Vorrichtung erzeugbar ist bzw. erzeugt wird, weshalb eine Durchsatzerhöhung möglich ist.
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Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Fluidverwirbelungselement eine Verdichterspindel aufweist, auf deren Außenseite die Durchflusskanäle eingelassen sind und/oder deren Silhouette nach den Maßen des goldenen Schnittes sich verjüngt, insbesondere sich in Anströmungsrichtung, also zum Anlaufei hin verjüngt.
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Vorzugsweise können das Anlaufei und die Verdichterspindel einstückig ausgeführt sein, d. h. dass vorzugsweise das Anlaufei in die Spitze der Verdichterspindel integriert ist und Anlaufei und Verdichterspindel gemeinsam ein Bauteil bilden.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Durchflusskanäle spiralförmig geführt sind, so dass beim Ausströmen des Fluids aus den Durchflusskanälen ein Wirbel des Fluids bzw. eine Verwirbelung des Fluids erzeugbar ist.
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Insbesondere kann eine turbulente Strömung und/oder spiralfömige Verwirbelung des Fluids stromabwärts des Fluidverwirbelungselementes erzeugbar sein, wobei der erzeugte Wirbel des Fluids insbesondere ein rechtsdrehender spiralförmiger Wirbel ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Fluid stromabwärts der Vorrichtung rechtsdrehend strömt.
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In einem Fall, bei dem es sich bei dem Fluid um Wasser, insbesondere Trinkwasser handelt, kann hierdurch den Bedürfnissen von bestimmten Abnehmerkreisen Rechnung getragen werden, die sogenanntes rechtsdrehendes Wasser bevorzugen. Rechtsdrehendes Wasser ist eine Bezeichnung dieser Abnehmerkreise für Mineralwasser oder Heilwasser, das eine besondere Kraft verleihen soll, wenn es nicht zu hohe Säurekonzentrationen enthält. Durch die Rechtsdrehung aufgrund der Radialkraft des Wassers, wird es als energieaufladend und gesundheitsfördernd angesehen. Eine linksdrehende Kraft des Wassers hingegen wird als energieentladend und krankheitsfördernd angesehen. Diese Auffassung ist derzeit nicht wissenschaftlich belegt und beruht im Wesentlichen auf Beobachtungen, wird aber gleichwohl von diesen Abnehmerkreisen als wirksame Lehre angesehen. Rechtsdrehend in diesem vorgenannten Sinne kann somit nach dieser Ansicht nur ein Wasser sein, das lebendig ist. In der Natur fließt es durch mäandrierende Flüsse und Bäche, kann sich frei bewegen und Energie laden, so die Auffassung dieser Abnehmerkreise. Ein Wasser, das unter Hochdruck durch Leitungsnetze geführt wird, in begradigte Flussbetten eingezwängt ist und durch Umwelteinflüsse belastet, ist nach Ansicht dieser Abnehmerkreise linksdrehend, verliert an Kraft und Energie und stirbt infolge dieser Behandlung. Danach ist belebtes Wasser immer rechtsdrehend, während das Leitungswasser vor der Belebung linksdrehend, sozusagen abgestorben ist. Durch diese sogenannte Energetisierung kann demzufolge die Radialkraft des Wassers verändert werden. Die Vitalisierung erzeugt aus linksdrehendem Wasser solches mit rechtsdrehenden Radialkräften. Durch den Umstand, dass durch die Vorrichtung das Trinkwasser nach Durchströmung der Vorrichtung rechtsdrehend strömt und damit rechtsdrehendes Trinkwasser, das dementsprechend als wiederbelebt und energetisiert angesehen wird, wird dieses insbesondere aufgrund der vorstehenden Punkte von diesen bestimmten Abnehmerkreisen bevorzugt, was deshalb vorteilhaft für die Akzeptanz der Vorrichtung in diesen Verkehrskreisen ist.
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Ferner ist möglich, dass stromaufwärts des Fluidverwirbelungselementes ein vom Fluid durchströmbares Vorschaltelement vorgesehen ist, wobei das Vorschaltelement vorzugsweise einen durchströmbaren Raum aufweist, der mit wenigstens einem entkeimenden, insbesondere desinfizierenden und/oder bakteriziden und/oder fungiziden Mittel befüllbar und/oder befüllt ist, wobei der Raum insbesondere mit Silbergranulat befüllt ist. Durch den Einsatz des Vorschaltelementes ergibt sich der Vorteil, dass das die Vorrichtung durchströmende Wasser gereinigt und desinfiziert werden kann, so dass das die Vorrichtung verlassende Fluid keimarm ist. Insbesondere der Einsatz von Silbergranulat ist hierzu vorteilhaft, da Silber in feinstverteilter Form bakterizid, also schwach toxisch wirkt, was aufgrund der großen reaktiven Oberfläche auf die hinreichende Entstehung von löslichen Silberionen zurückzuführen ist. Durch den Einsatz des Silbers in Granulatform wird die reaktive Oberfläche des verwendeten Silbers erhöht und hierdurch die Wirksamkeit verbessert. Der durchströmbare Raum kann insbesondere ein Ringraum sein.
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Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass das Fluidverwirbelungselement am stromabwärtsseitigen Ende ein Verschlusskegelelement aufweist.
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Vorteilhafterweise ist möglich, dass das Verschlusskegelelement im Wesentlichen ein hyperbolischer Kegel ist oder einen Abschnitt aufweist, der nach Art eines im Wesentlichen hyperbolischen Kegels geformt ist, und/oder dass mittels des Verschlusskegelelementes die Ausbildung eines Wirbel des Fluids bzw. eine Verwirbelung des Fluids insbesondere eine turbulente Strömung und/oder spiralfömige Verwirbelung des Fluids stromabwärts des Fluidverwirbelungselementes erzeugbar bzw. unterstützbar ist.
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Ferner ist denkbar, dass das Fluidverwirbelungselement ortfest im rohrförmigen Element angeordnet und festlegbar ist, wobei das Fluidverwirbelungselement formschlüssig im rohrförmigen Element ortfest festlegbar ist und/oder wobei vorzugsweise wenigstens ein Sicherungselement vorgesehen ist, mittels dessen das Fluidverwirbelungselement im rohrförmigen Element ortfest festlegbar ist, wobei das Sicherungselement insbesondere zwei Zylinderstifte aufweist, mittels derer das Fluidverwirbelungselement im rohrförmigen Element sicherbar und festlegbar ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Fluidverwirbelungselement wenigstens ein Element oder einen Bereich mit katalytischer Wirkung aufweist, mittels dessen auf das das Fluidverwirbelungselement anströmende Fluid mittelbar und/oder unmittelbar katalytisch einwirkbar ist.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Fluidverwirbelungselement wenigstens eine Kammer aufweist, in der als Elemente mit katalytischer Wirkung Silizium und/oder Quarzsand eingebracht ist bzw. sind, wobei die Kammer vorzugsweise am stromabwärtsseitigen Ende im Inneren der Verdichterspindel angeordnet und durch das Verschlusskegelelement am stromabwärtsseitigen Ende des Fluidverwirbefungselementes begrenzt ist.
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Die katalytische Wirkung kann insbesondere auch darin bestehen, dass Informationen, beispielsweise durch die Erzeugung eines elektrischen Feldes durch die Elemente mit katalytischer Wirkung, auf das Wasser übertragen werden. Durch eine z. B. mechanische Belastung der Vorrichtung, die sich mittelbar auch auf die Elemente mit katalytischer Wirkung, die beispielsweise Schwingquarzeigenschaften bzw. piezoelektrische Eigenschaften aufweisen können, auswirkt, kann ein elektrisches Feld erzeugt werden, das z. B. auf die polaren Wassermoleküle eines vorbeiströmenden Wassers einwirkt und somit die Ausrichtung der Wassermoleküle im vorbeiströmenden Fluidstrom verändert, was im weitesten Sinne die Übertragung einer Information an das Fluid, hier Wasser bzw. Trinkwasser ist, da die Ausrichtung der Wassermoleküle beeinflusst werden kann. Es hat sich gezeigt, dass beispielsweise auch bereits ein schwaches elektrisches Feld vorteilhafte Auswirkungen haben kann.
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Grundsätzlich ist auch denkbar, dass magnetische Elemente als Elemente mit katalytischer Wirkung eingesetzt werden können.
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Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung eines Fluids mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Danach ist vorgesehen, dass bei einem Verfahren zur Behandlung eines Fluids eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 eingesetzt wird.
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Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer Vorrichtung zur Behandlung eines Fluids mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Danach ist vorgesehen, dass eine Vorrichtung zur Behandlung eines Fluids nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in einer Leitung einer Trinkwasseranlage, einer Leitung Umkehrosmoseanlage, einer Kraftstoffleitung, einer Leitung eines Kühl- bzw. Kältemittelkreislaufs, einer Leitung einer Abfüllanlage oder einer Leitung einer Meerwasserentsalzungsanlage, einer Leitung einer Meerwasserentsalzungsanlage, einer Leitung eines Heizkreislaufes, in Modulen zur Flüssigkeitenbeförderung, in Tankstellen, in Leitungen für Fließ- und Stehgewässer, in Schmutz- und Abwasseranlagen, insbesondere auch in Anlagen zur Aufbereitung von industriellem Prozesswassermüll, in Wellnessanlagen wie z. B. Swimming- und/oder Whirlpools, in Viehtränkeanlagen oder in Bewässerungssystemen wie Agrarbewässerungssystemen oder Sportplatzbewässerungssystemen wie Golfplatzbewässerungssystemen, in der Brackwasseraufbereitung oder in der Trink- und/oder Brauchwasseraufbereitung in Schiffen und/oder Versorgungstankfahrzeugen wie z. B. Tankwagen oder Versorgungstankschiffen verwendet wird.
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Bei derartigen Verwendungen können die vorstehend beschriebenen Vorteile der Erfindung besonders gut zur Geltung und Entfaltung gebracht werden, insbesondere ist es möglich, einen Leitungsschutz sowie eine Erhöhung der Durchsatzmenge der Flüssigkeit und auch eine Qualitätssteigerung der durch die Leitung durchzuführenden Flüssigkeit zu erreichen.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
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Es zeigen:
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1: eine perspektivische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Behandlung eines Fluids;
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2: eine Draufsicht auf die in 1 gezeigte Vorrichtung;
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3: eine Darstellung des Schnittes A-A gemäß 2; und
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4: eine schematische Seitenansicht auf die Vorrichtung mit Vorschaltelement.
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1 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Behandlung eines Fluids, die ein in ein rohrförmiges Element 20 einsetzbares Fluidverwirbelungselement 30 sowie wenigstens ein rohrförmiges Element 20 umfasst, das zumindest teilweise das Fluidverwirbelungselement 30 umgibt und in das das Fluidverwirbelungselement 30 eingesetzt ist. Das Fluidverwirbelungselement 30 ist grundsätzlich derart ausgeführt, dass es in das rohrförmige Element 20, das ein Teil einer Wasserleitung sein kann oder ein Rohrstück sein kann, dass mit einer Wasserleitung verbindbar ist, einsetzbar ist.
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Dabei weist das Fluidverwirbelungselement 30 ein Anlaufei 40 auf, mittels dessen das das Fluidverwirbelungselement 30 anströmende Fluid teilbar ist, und wobei das Fluidverwirbelungselement 30 wenigstens zwei Durchflusskanäle 50, 52 aufweist, durch die zumindest teilweise das durch das Anlaufei 40 geteilte Fluid strömbar ist.
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Durch die Flüssigkeitenverwirbelung in der Leitung wird im Bereich des Auslaufkegels 70 ein Sog bzw. eine turbulente Strömung erzeugt. Dieser entsteht durch die erhöhte Durchflussgeschwindigkeit nach dem Auslaufkegels 70, was eine Sogwirkung vor dem Bereich des Auslaufkegels 70 zur Folge hat.
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Dies hat als Vorteile, dass eine geringere Reibung der Flüssigkeit in der Leitung und somit mehr Qualität der Flüssigkeit und weniger Abriebverluste in flüssigkeitsführenden Leitungen entstehen. Es sind erhöhte Durchsatzkapazitäten der Flüssigkeiten und somit Einsparungen möglich, da bei erhöhtem Durchsatzbedarf neue, größere Leitungen verzichtbar sind. Insgesamt kommt es zu einer Qualitätssteigerung durch weniger Reibung der Flüssigkeiten in der Leitung.
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Die Flüssigkeitsführung in der Verdichterspindel 60 ist nach den Maßen des Goldenen Schnittes verjüngt, was zur einer Beschleunigung des durchströmenden Fluids führt.
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Beim Ausströmen der Flüssigkeit aus der Vorrichtung 10 bildet sich ein rechtsdrehender Wirbel des Fluids, welcher durch den Verschlusskegel 70, der ein hypobolischer Kegel 70 ist, unterstützt wird, Die Flüssigkeit bzw. das Fluid strömt spiralförmig weiter, wodurch die Durchflusskapazität gesteigert werden kann.
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Die Verdichterspirale 60 wird mit zwei Zylinderstiften 80, 82 im Durchlaufrohr 20 gesichert.
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Unter dem Verschlusskegel 70 befindet sich eine Kammer 100 für Informationsgranulat 90. Dieses sogenannte Informationsgranulat 90 umfasst als Bestandteile Silicium und Quarzsand, die als Elemente 90 mit katalytischer Wirkung dienen und auf das die Vorrichtung 10 umströmende Fluid einwirken. Die Kammer 100 ist am stromabwärtsseitigen Ende im inneren der Verdichterspindel 60 angeordnet und durch den Verschlusskegel 70 am stromabwärtsseitigen Ende des Fluidverwirbelungselementes 30 begrenzt.
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Die katalytische Wirkung besteht hier insbesondere dann, dass Informationen, beispielsweise durch die Erzeugung eines elektrischen Feldes durch das Informationsgranulat 90, auf das Wasser übertragen werden. Durch eine mechanische Belastung der Vorrichtung 10, die sich mittelbar auch auf das Informationsgranulat 90 auswirkt, wobei das Informationsgranulat 90 Schwingquarzeigenschaften bzw. piezoelektrische Eigenschaften aufweist, kann ein elektrisches Feld erzeugt werden, das auf die polaren Wassermoleküle des vorbeiströmenden Wassers einwirkt und somit die Ausrichtung der Wassermoleküle im vorbeiströmenden Fluidstrom verändert, was im weitesten Sinne die Übertragung einer Information an das Fluid, hier Wasser bzw. Trinkwasser ist, da die Ausrichtung der Wassermoleküle beeinflusst werden kann. Es hat sich gezeigt, dass beispielsweise auch bereits ein schwaches elektrisches Feld vorteilhafte Auswirkungen haben kann.
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Die Vorrichtung 10 kann vorteilhafterweise in einer Leitung einer Trinkwasseranlage, einer Leitung Umkehrosmoseanlage, einer Kraftstoffleitung, einer Leitung eines Kühl- bzw. Kältemittelkreislaufs, einer Leitung einer Abfüllanlage oder einer Leitung einer Meerwasserentsalzungsanlage verwendet werden.
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2 zeigt eine geschnittene Draufsicht auf die Vorrichtung 10 gemäß 1 und 3 zeigt weiter den Schnitt A-A gemäß 2.
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4 zeigt eine schematische Seitenansicht auf eine Ausführungsform der Vorrichtung 10 mit Vorschaltelement 200.
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Das Vorschaltelement 200 ist stromaufwärts des Fluidverwirbelungselementes 30 angeordnet und wird vom Fluid F durchströmt. Die Strömungsrichtung(en) des Fluids F ist/sind durch die Richtungspfeile X angegeben.
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Das Vorschaltelement 200 weist einen durchströmbaren Ringraum 210 auf, der mit wenigstens einem entkeimenden, insbesondere desinfizierenden, bakteriziden und fungiziden Mittel befüllt ist, nämlich mit Silbergranulat 220.
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Der Ringraum 210 wird begrenzt durch ein kleines Siebrohr 212 und ein großes Siebrohr 214 sowie stirnseitig zum Einen durch die Endplatte 230 und zum Anderen durch den Wandungsabschnitt 252 des Flansches 250.
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Das Vorschaltelement 200 weist weiter ein Gehäuse 205 auf, in dem der Ringraum 210 aufgenommen ist, wobei ein weiterer Ringraum 260 den Ringraum 210 umgibt, in den das durch den Ringraum 210 durchgeführte Fluid F, das insbesondere Trinkwasser sein kann, eintreten kann und von dort zum rohrförmigen Element 20, in dem das Fluidverwirbelungselement 30 eingesetzt ist, weitergeleitet wird.
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Das Fluidverwirbelungselement 30 entspricht im Wesentlichen dem in den 1 bis 3 gezeigten und vorstehend beschriebenen Fluidverwirbelungselement 30, wobei das Fluidverwirbelungselement 30 hier jedoch formschlüssig im rohrförmigen Element 20 befestigt und eingesetzt ist und wobei hier das Anlaufei 40 einstückig an der Verdichterspirale 60 angeformt ist.
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Das rohrförmige Element 20 ist mittels eines Zwischenstückes 270 mit dem Gehäuse 205 des Vorschaltelementes 200 verbunden.
