DE2332229A1 - Elektrolytische warmwasserbehandlungsanlage - Google Patents

Description

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Guldager Electrolyse International & Cie> Basel Neudorfstraße 4 (Schweiz)

ElektroIytische WarmwasSerbehandlungsanlage

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrolytische Warmwasserbehandlungsanlage mit einem als Kathode geschalteten Behandlungsbehälter und einer im Behandlungsbehälter elektrisch isoliert angeordneten Anodenelektrode.

Es ist bekannt, dass einer der bei der elektrolytischen Behandlung von Wasser erzielbaren Effekte darin besteht, dass durch die Reduktion des Gehaltes an l6.3«T2.GE/vw

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im Wasser gelöstem Sauerstoff, die Korrosivität des Wassers in bezug auf Metalle geringer wird. Diese Korrosivität sabnahme ergibt sich aus elektrochemischen Reaktionen im Uebergangsbereich Wasser - Elektrode! Einerseits verbindet sich an der Anode der gelöste Sauerstoff mit dem Elektrodenmetall, andererseits verbindet sich an der Kathode der gelöste Sauerstoff mit naszierendem Wasserstoff, wobei Hydroxylionen entstehen, welche zusammen mit dem Wasserstoff wieder Wasser bilden. Der im Wasser gelöste Sauerstoff ist nur schwach ionisiert, und seine durch einfache Diffusion hervorgerufene Bewegung in Richtung gegen die Reaktionszonen ist sehr langsam. Die Dauer der elektrolytischen Behandlung hängt somit von der Zeit ab, welche eine gewisse Mindestmenge gelösten Sauerstoffes braucht, um gegen die Reaktionszonen zu wandern. Oder anders formuliert: Das maximal erforderliche Volumen eines Behandlungsgefässes im Verhältnis zum Abstand zwischen den Elektrodenflächen ergibt sich aus der mittleren Verweilzeit des Wassers im Behälter, weil während dieser Zeit die Behandlung des Wassers abgeschlossen werden muss.

Einer Reduktion der Behandlungszeit insbesondere von schwach leitfähigem V/asser (unter 8o Mikrosiemens) stehen Sicherheitsvorschriften entgegen, nach welchen die Betriebsspannung 48 Volt nicht überschreiten darf. Aus diesem Grunde kann mit einer im Bereich der

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Behänd lung sbeh'älterachse vorgesehenen Elektrodenanordnung keine ausreichende Behandlungsintensität erzielt werden. Während eine Verlegung der Elektrodenelemente in die Nähe der Behälterwand (welche als Kathode wirkt) eine höhere Behandlungsintensität zur Folge hat, erhöht sich die Behandlungszeit erheblich, weil der Abstand zwischen den fteaktionszonen und dem Wasser im zentralen Bereich des Behälters relativ gross ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine elektrolytische Warmwasserbehandlungsanlage vorzuschlagen, bei welcher einerseits der Weg relativ kurz ist, den der im Wasser gelöste Sauerstoff (durch Diffusion) zurtickzulegen hat, und bei der andererseits der dem Stromdurchfluss im Wasser geringer Leifähigkeit entgegenwirkende ohm'sche Widerstand niedrig gehalten werden kann.

Die erfindungsgemässe Warmwasserbehandlungsanlage ist gekennzeichnet durch eine mit der Wand des Behandlungsbehälters elektrisch verbundene erste Elektrodenanordnung, welche über wenigstens einen Teil der Länge oder Breite des Behandlungsbehälters in dessen zentralen Bereich ragt, und durch eine gegenüber der Wand des Behandlungsbehälters und der ersten Elektrodenanordnung elektrisch isolierte zweite Elektrodenanordnung, deren aktive Glieder in die von der Behälterwand und Oberflächenpartien der ersten Elektrodenanordnung begrenzten Abschnitte des

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Behandlungsraumes greifen, um diese Abschnitte durch mindestens eines der aktiven Glieder der zweiten Elektrodenanordnung in etwa gleichlange Stromflusspfade zu unterteilen.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellungsweise und als Schnitt nach der Linie I-I in Fig. 2 eine erste Ausführungsform der Elektrodenanordnung in einem Behandlungsbehälter," bei welcher eine hohlzylinderförmige Zusatzkathode im wesentlichen koaxial angeordnet ist,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, ■ -

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Elektrodenanordnung in einem Behandlungsbehälter für vorzugsweise vertikale Aufstellung als Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 4, bei welcher die Zusatzkathode im obern Teil des Behälters praktisch koaxial und in der Form eines Trichters vorgesehen ist, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in

Fig. 3>

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform der Elektrodenanordnung in einem Behandlungsbehälter als Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 6, bei welcher die Zusatzka-

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thode in der Art einer das Behälterinnere in zwei gleiche Abschnitte unterteilenden Trennwand angeordnet ist, und

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5.

Fig. 1 zeigt einen horizontalen Behandlungsbehälter 1 mit einer Waaserzuleitung 2 und einer Wasserableitung 3· Auf der Innenseite des rechtsseitigen Behälterbodens ²J- ist eine in Richtung der Behälterachse und praktisch konzentrisch zu dieser angeordnete hohlzylinderf'drmige Zusatzkathode 5 befestigt und elektrisch mit dem metallischen Behältermantel verbunden. Die Zusatzkathode 5 kann, vor allem bei horizontaler Aufstellung des Behälters, an ihrem linksseitigen Ende, sowie allenfalls an weitern Stellen -in nicht gezeigter Weise an der Behälterwand abgestützt sein. Die Zusatzkathode kann ein Rohr sein, das mit einigen Durchbrechungen für die Wasserzirkulation versehen ist, oder aus zylindrisch geformtem perforiertem Blech oder Streckmetall bestehen und somit ein Gitterwerk mit grosser Oberfläche bilden.

Die allgemein mit 6 bezeichnete Anode besteht aus einer zentralen, im Innern der Zusatzkathode 5 angeordneten Stabelektrode 7 und vier weitern, zwischen der Aussenfläche der Zusatzkathode und der Innenfläche der

8.1-8Jl Behälterwand vorgesehenen Stabelektroden /. Die Stabelek-

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troden 7 und 8 sind elektrisch miteinander verbunden und im Behälter 1 isoliert angeordnet. Sie sind mittels einer als Isolierdurchführung gestalteten Halterung 9 am Behälterboden 10 befestigt und über eine ausserhalb des Behälters 1 vorgesehene Klemme 11 mit dem Plus-Pol einer nicht gezeigten Stromquelle verbindbar.

Fig. 2 zeigt die Anordnung der Zusatzkathode

und 8.1-8.4

und der Stabelektroden 7/ der Anode innerhalb des Behälters Γ in einer Querschnittsdarstellung.

In Fig. 3 ist ein vertikaler Behälter 21 gezeigt, der eine Wasserzuleitung 22 und eine Wasserableitung 23 aufweist. Der Behälter 21 enthält eine Anodenan-

25 in Stabform

Ordnung 24, deren unterer Abschnitt/im Bereich der Behälterachse angeordnet ist, während der obere Abschnitt

26 etwa V-förmige Gestalt besitzt, wobei die obern Sehenkelenden des V durch einen Querstab 26' miteinander verbunden sind. Eine kegelförmig gestaltete Zusatzkathode

27 ist mittels einer Aufhängevorrichtung 28 in der Form eines Stabes oder eines Rohres am Obern Behälterende elektrisch leitend verbunden. Die Zusatzkathode 27 besteht, wie die Zusatzkathode 5 gemäss Fig. 1, zweckmässig aus perforiertem Blech oder aus Streckmetall, um eine freie Wasserzirkulation zu ermöglichen und gegenüber dem Behälterinhalt eine möglichst grosse Oberfläche zu bieten.

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Die Anodenanordnung 24 ist an den obern Enden der V-Schenkel an Isolierdurchführungen 30 an der Behälterwand aufgehängt, und über eine ausserhalb des Behälters 21 vorgesehene Klemme 3I mit dem Plus-Pol einer nicht gezeigten Stromquelle verbindbar.

Fig. 4 zeigt die Anordnung der Zusatzkathode 27 und der V-Schenkel des obern Anodenabschnittes 26 innerhalb des Behälters 21 in einer Querschnittsdarstellung.

Schliesslich zeigt Fig. 5 eine dritte Ausführungsvariante für eine Elektrodenanordnung itn Innern eines Behälters 4l, der eine Wasserzuleitung 42 und eine Wasserableitung 43 aufweist. Der Behälter 4l enthält eine Zusatzkathode 44 in der Form einer in das Behälterinnere eingesetzten und mit der Behälterwand elektrisch verbundenen Trennwand, die im vorliegenden Fall aus einer vollwandigen Blechtafel besteht, welche zwecks freier Wasserzirkulätion im Bereich der Behälterenden zurückgesetzt und im Bereich der Wasserein- und Austrittsstellen mit Ausnehmungen 47 versehen ist.

Die Anodenanordnung enthält horizontale Stabelektroden 48.1-48.4, die mittels Isolierdurchführungen 49 am Behälterende 45 befestigt und über parallelgeschaltete Klemmen 50 mit dem Plus-Pol einer nicht gezeigten Stromquelle verbindbar sind. Die Stabelektroden 48.1-48.4 können auch zu Paaren: 48.1/48.2 und 48.3/48.4

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oder 48.1/48.²I und 48.2/48.3 im Innern des Behälters zusammengebaut und mittels je einer Isolierdurchführung am Behälterende 45 montiert sein. Schliesslich können alle vier Stabelektroden 48.1-48.4 im Innern des Behälters mechanisch und elektrisch miteinander verbunden sein und, ähnlich wie in Fig. 1 dargestellt, am Behälterende 45 montiert sein.

Pig. 6 zeigt die Anordnung der a.ls Trennwand vorgesehenen Zusatzkathode 44 und die Stabelektroden 48.1-48.4 der Anodenanordnung innerhalb des Behälters 4l in einer Quersehnittsdarstellung.

Es versteht sich, dass die Zusatzkathode auch in der Form von radial aus dem Behälterzentrum gegen die Behälterwand gerichteten Blech- oder Streckmetallflächen vorgesehen werden kann, urn eine weitere Steigerung der Kathodenfläche bzw. eine Verkürzung der Stromflusspfade zu erzielen. Ausserdem sei darauf hingewiesen, dass die gezeigten Ausführungsformen der Elektrodenanordnungen sowohl für die Anode als für die Zusatzkathode lediglich Gestaltungsbeispiele sind, wobei beide Elektrodenanordnungen im Rahmen des Erfindungsgedankens auch in anderer Weise aufgebaut sein können.

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Claims (3)

Patentanspruch Elektrolytische Warmwasserbehandlungsanlage mit einem als Kathode geschalteten Behandlungsbehälter und einer im Behandlungsbehälter elektrisch isoliert angeordneten Anodenelektrode, gekennzeichnet durch eine mit der Wand des Behandlungsbehälters (1; 21; 4l) elektrisch verbundene erste Elektrodenanordnung (5; 27; 44), welche über wenigstens einen Teil der Länge des Behandlungsbehälters in dessen zentralen Bereich ragt, und durch eine gegenüber der Wand des Behandlungsbehälters und der ersten Elektrodenanordnung elektrisch isolierte zweite Elektrodenanordnung (6; 24; 48.1-48.4), deren aktive Glieder (7, 8.1-8.4; 25, 26, 26'; 48.1-48.4) in die von der Behälterwand und Oberflächenpartien der ersten Elektrodenanordnung begrenzten Abschnitte des Behandlungsraumes greifen, um diese Abschnitte durch mindestens eines der aktiven Glieder der zweiten Elektrodenanordnung in etwa gleichlange Stromflusspfade zu unterteilen. Unteransprüche

1) Warmwasserbehandlungsanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektro-

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denanordnung aus einem praktisch koaxial im Behandlungsbehälter angeordneten Hohlzylinder (5) aus vollwandigem oder perforiertem Blech oder aus Streckmetall besteht (Fig. 1).

2) Warmwasserbehandlungsanlage nach Unteransprueh 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines (7) der aktiven Glieder der zweiten Elektrodenanordnung im Inneren des Hohlzylinders (5) vorgesehen ist.

3) Warmwasserbehandlungsanlage nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrodenanordnung (44) in der Form von einer oder mehreren, diametral oder radial gerichteter Trennwände vorgesehen ist, welche die Querschnittsfläche des Behandlungsraumes in zwei oder mehr praktisch gleich grosse Teilflächen teilt bzw. teilen (Fig. 6). -

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