DE4190516C2

DE4190516C2 - Elektrolytische Vorrichtung zum Schutz eines Frischwasserrohrleitungssystems gegen Korrosion

Info

Publication number: DE4190516C2
Application number: DE4190516A
Authority: DE
Inventors: Hans Soerensen
Original assignee: KRUEGER CORROSION A S GLOSTRUP
Current assignee: KRUEGER CORROSION A S GLOSTRUP
Priority date: 1990-03-12
Filing date: 1991-03-12
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2011-03-13
Also published as: DE4190516T1; WO1991014018A1; DK64290D0; DK169197B1; DK64290A; AU7469591A

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine elektrolytische Vorrichtung zum Korrosionsschutz eines mit einem Wassertank verbundenen Frisch wasserrohrleitungssystems, wobei die elektrolytische Vorrich tung zumindest zwei Elektroden, die im Tank angeordnet sind, und eine Steuereinheit mit einer Stromquelle aufweist, und wobei eine der Elektroden eine Anode aus Aluminium ist.

Technischer Hintergrund

Die DE-PS-24 45 903 offenbart eine elektrolytische Vorrichtung zum Korrosionsschutz eines mit einem Wassertank in Verbindung stehenden Frischwasserrohrleitungssystems, die eine durch den Tank gebildete Kathode und ein System löslicher Anoden aus Aluminium sowie ein System inerter Anoden aufweist, wobei alle Anoden im Tank angeordnet und mit einer Gleichstromquelle ver bunden sind. Während des Gebrauchs einer solchen Vorrichtung sammeln sich üblicherweise große Mengen an Faulschlamm und Kalk (calcium) als Ablagerungen auf den Wänden und dem Boden des Wassertanks an. Die Ablagerungen können günstige Wachstumsbe dingungen für Bakterien darstellen, weshalb das Vorhandensein einer übermäßigen Bakterienmenge bei bekannten Vorrichtungen zu einem Problem geführt hat.

Die US-A-4,063,716 beschreibt einen Dampfgenerator, der einen Tank mit einer Zuleitung für Wasser und ein Ablaufrohr am Boden des Tanks aufweist. In dem oberen Bereich des Tanks sind drei inerte Hauptelektroden angeordnet. Diese werden mit Wechsel strom betrieben, wobei der Wasserdampf erzeugt wird. Zur Ver meidung von Verkrustungen auf den Hauptelektroden wird dem Wechselstrom ein Gleichstrom überlagert, der zwischen den Hauptelektroden und einer inerten, ebenfalls im oberen Bereich des Tanks angebrachten Hilfselektrode fließt. Die Polarität des Gleichstroms wird in regelmäßigen Abständen umgekehrt. Durch die Umkehr der Polarität lösen sich Verkrustungen, die sich an einer Elektrode gebildet haben, im nächsten Schritt wieder ab. Alternativ zur Verwendung einer Hilfselektrode wird im Wechsel eine der drei Hauptelektroden als Kathode, die beiden anderen als Anode, bezogen auf den Gleichstrom, betrieben.

Die EP-A-0 231 100 offenbart eine Vorrichtung zur Reinigung von verunreinigtem Wasser. Die Vorrichtung weist einen Tank auf, in dem eine Anzahl von Elektroden, und zwar nebeneinander abwech selnd Anoden und Kathoden, angeordnet sind. Die Anoden und Kathoden sind vorzugsweise aus Aluminium hergestellt. Sie sind mit einer Gleichstromquelle verbunden. Wird der von dieser Quel le erzeugte elektrische Gleichstrom durch das Wasser geleitet, so werden die Verunreinigungen ausgeschieden und das Wasser ge reinigt.

Offenbarung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrolytische Vorrich tung der in der DE-B-24 45 903 bekannten Art bereitzustellen, die Bakterien im wesentlichen daran hindert, sich in der Vorrichtung auszubreiten und die zugleich einen Schutz des Frischwasserrohrleitungssystems gegen Korrosion gewährleistet.

Die erfindungsgemäße elektrolytische Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die andere Elektrode eine Kathode aus Aluminium ist und daß die Elektroden über einen Polwechsler mit der Stromquelle so verbunden sind, daß die Elektroden abwech selnd als Anode und Kathode arbeiten. Als Ergebnis dieses Aufbaus können die Elektroden und das Wasser zwischen diesen Elektroden als eine isolierte elektrolytische Zelle angesehen werden, die an eine alternierende Stromquelle angeschlossen ist. Während des Gebrauchs der elektrolytischen Vorrichtung kann daher die kalkhaltige Ablagerung auf einen vorbestimmten Bereich beschränkt werden, d. h. auf die Elektrode, die während der fraglichen Zeitdauer als Kathode dient. Wird der Pol mit tels des Polwechslers gewechselt, läsen sich die auf der Kathode gebildeten Kalkablagerungen und sinken ab, woraufhin sie herausgespült werden. Verglichen mit den bekannten elektro lytischen Vorrichtungen wird dadurch eine erhebliche Vermin derung der in dem Tank vorhandenen Schlamm- und Kalkmenge erreicht. Als Folge davon finden die Bakterien weniger günstige Wachstumsbedingungen vor, was zu einem niedrigeren Keimindex führt. Weiterhin lösen sich beim Betrieb der elektrolytischen Vorrichtung beide Elektroden während der Zeit, in der sie als Anoden dienen, jeweils allmählich auf und das gelöste Aluminium bildet Aluminiumhydroxid. Das Aluminiumhydroxid hat eine günsti ge Wirkung, da es zusammen mit freigesetztem Calciumcarbonat die Innenflächen des Frischwasserrohrleitungssystems mit einer korrosionshemmenden Schicht bedeckt.

Erfindungsgemäß können die Elektroden identisch sein. Auf diese Weise wird eine einfache und billige Ausführungsform der elek trolytischen Vorrichtung erzielt.

Darüber hinaus kann erfindungsgemäß zumindest eine zusätzliche lösliche Anode in dem Tank angeordnet werden, wobei die Anode aus Aluminium oder Zink ist und eine eigene Stromzuführung von der Steuereinheit aufweist. Die zusätzliche, lösliche Anode ergibt einen kathodischen Korrosionsschutz des Tanks selbst.

Erfindungsgemäß kann überdies ferner eine Elektrode eine geson derte Stromzuführung von der Steuereinheit aufweisen. Als Folge davon wird ein kathodischer Korrosionsschutz des Tanks per se ohne den Einsatz einer zusätzlichen Anode erreicht, wodurch eine besonders einfache Ausführungsform der elektrolytischen Vorrichtung erhalten wird.

Darüber hinaus kann der Tank erfindungsgemäß eine kegelförmige untere Deckplatte aufweisen, deren untere Spitze mit einem Auslaßventil versehen ist. Mittels der Schwerkraft wird dadurch ein großer Anteil des ausgefallenen Kalks in der konischen Spitze der Deckplatte, d. h. genau über dem Auslaßventil, ge sammelt, und das Herausspülen des Kalks dadurch vereinfacht.

Schlußendlich kann die elektrolytische Vorrichtung erfindungs gemäß so aufgebaut sein, daß am Boden des Tanks ein Spülring vorgesehen ist, der sich nahe dem Rand des Tanks erstreckt, wobei der Spülring mit einer Anzahl von Spüldüsen versehen ist, und daß ein Auslaßventil in der unteren Bodenplatte des Tanks angeordnet ist. Auf diese Weise werden die von den Elektroden durch das Polwechseln gelösten Kalkablagerungen schnell heraus gespült.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnung er klärt, in der

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungs form einer erfindungsgemäßen elektrolytischen Vor richtung ist, wobei eine zusätzliche, lösliche Anode im Tank angeordnet ist,

Fig. 2 eine senkrecht mittig geschnittene Ansicht des Tanks aus Fig. 1 in einem größeren Maßstab ist,

Fig. 3 eine Draufsicht des Tanks aus Fig. 2 ist, wobei die obere Deckplatte des Tanks entfernt ist,

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungs form einer erfindungsgemäßen elektrolytischen Vor richtung ohne eine zusätzliche Anode im Tank ist,

Fig. 5 eine senkrecht mittig geschnittene Ansicht des Tanks aus Fig. 4 in einem größeren Maßstab ist,

Fig. 6 eine Draufsicht des Tanks aus Fig. 5 ist, wobei die obere Deckplatte des Tanks entfernt ist,

Fig. 7 eine schematische Ansicht einer Abwandlung der elektrolytischen Vorrichtung aus Fig. 4 ist, wobei der Tank mit einer konvexen unteren Deckplatte versehen ist,

Fig. 8 eine senkrecht mittig geschnittene Ansicht des Tanks aus Fig. 7 in einem größeren Maßstab ist, und

Fig. 9 eine Draufsicht des Tanks aus Fig. 8 ist, wobei die obere Deckplatte des Tanks entfernt ist.

Beste Art und Weise zur Durchführung der Erfindung

Die in Fig. 1 gezeigte elektrolytische Vorrichtung ist zum Kor rosionsschutz eines Frischwasserrohrleitungssystems (nicht ge zeigt) bestimmt, das mit einem Wassertank 1 verbunden ist. Die elektrolytische Vorrichtung weist zumindest zwei in dem Tank 1 angeordnete Elektroden 2 und 3 aus Aluminium und eine Steuer einheit 4 mit einer Stromquelle auf. Die Steuereinheit 4 ist dafür bestimmt, die Spannung aus der Stromquelle herunter zu transformieren und zu einer angemessen niedrigen Gleichspannung gleichzurichten.

Die Elektroden 2 und 3 sind über einen Polwechsler 5 mit dem positiven und dem negativen Pol der Spannungsquelle so verbun den, daß die Elektroden 2 und 3 abwechselnd als Anode und Kathode arbeiten. Zu einem gegebenen Zeitpunkt dient daher die Elektrode 2 als Anode und die Elektrode 3 als Kathode. Nach dem darauffolgenden Polwechsel ist das Gegenteil der Fall, d. h. die Elektrode 2 dient als Kathode und die Elektrode 3 als Anode. Bei einer in der vorgenannten Weise aufgebauten elektrolyti schen Vorrichtung können die Elektroden 2 und 3 und das Wasser zwischen ihnen als eine isolierte elektrolytische Zelle ange sehen werden, die mit einer Wechselstromquelle verbunden ist.

Als Folge davon können während des Gebrauchs der elektrolyti schen Vorrichtung die Kalkablagerungen auf einen bestimmten Bereich begrenzt werden, d. h. auf die Elektrode, z. B. 3, die während der fraglichen Zeit als Kathode dient. Wird an schließend die Polarität durch den Polwechsler 5 umgekehrt, werden die auf der Kathode 3 gebildeten Kalkablagerungen ge löst, woraufhin sie sich absetzen. Sie werden dann durch ein Auslaßventil im Boden des Tanks herausgespült. Verglichen mit den bekannten elektrolytischen Vorrichtungen wird dadurch eine erhebliche Verminderung der in dem Tank vorhandenen Schlamm- und Kalkmenge erreicht. Daraus resultierend herrschen schlech tere Wachstumsbedingungen für die Bakterien, was zu einem niedrigeren Keimindex führt.

Ferner lösen sich während des Betriebs der elektrolytischen Vorrichtung die Elektroden 2 und 3, die aus Aluminium sind, während der Zeitdauer, in der sie als Anoden dienen, allmählich auf und das gelöste Aluminium bildet Aluminiumhydroxid. Das Aluminiumhydroxid hat eine günstige Wirkung, da es zusammen mit freigesetztem Calciumcarbonat die Innenflächen des Frischwas serrohrleitungssystems mit einer korrosionshemmenden Schicht bedeckt.

Die Fig. 2 und 3 zeigen den Tank 1 aus Fig. 1 in einem größeren Maßstab und mit mehr Details. In dieser Ausführungsform sind zwei im wesentlichen identische, lösliche Elektroden 2 und 3 aus Aluminium eingesetzt worden. Die Elektroden 2 und 3 sind stabförmig, einander diametral gegenüberliegend innerhalb des Tanks angeordnet (Fig. 3) und am Tank 1 in geeigneter Weise be festigt. Es können jedoch auch mehr Elektroden, z. B. vier, eingesetzt werden. Die Elektroden müssen dann in zwei Gruppen mit wechselseitig entgegengesetzter Polarität aufgeteilt wer den.

Wie aus den Fig. 1 bis 3 zu ersehen, sind zumindest eine, hier jedoch zwei zusätzliche, lösliche Anoden 6 und 7 im Tank 1 an geordnet, wobei diese Anoden aus Aluminium, Zink oder einem ähnlichen Material sind und eine gesonderte Stromzuführung von der Steuereinheit 4 haben. Die Anoden 6 und 7 sind am Tank 1 in geeigneter Weise befestigt. Da der Tank 1, der als aus Stahl oder einem anderen Metall bestehend angenommen wird, mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden ist und daher als Kathode dient, bewirken die zusätzlichen Anoden 6 und 7 einen kathodischen Korrosionsschutz des Tanks 1 per se.

Der Tank 1 der Fig. 2 und 3 ist ein Heißwassertank, der am Boden mit einer Einlaßleitung 8 für Kaltwasser und am Kopf mit einer Auslaßleitung 9 für Heißwasser versehen ist. In seinem oberen Abschnitt weist der Tank 1 eine Rückflußleitung 11 für heißes Wasser auf, das zurückfließt, nachdem es in dem Heißwasser kreislauf zirkulierte, wobei die Rückflußleitung 11 mit einer Umwälzpumpe 10 versehen ist. Das Wasser in dem Tank 1 wird durch Wasser aus dem Tank erhitzt, das durch eine Auslaßleitung 12, durch einen Wärmetauscher (nicht gezeigt), in welchem das Wasser erhitzt wird, und zum Tank 1 zurück durch eine Ein laßleitung 13 fließt.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, ist der Tank mit einer oberen, konvexen Deckplatte 14 versehen, die eine Entlüftungs leitung 15 mit Rückschlagventil aufweist. Am Boden ist der Tank 1 mit einer unteren, kegelförmigen Deckplatte 16 versehen, in deren unterer Spitze ein Auslaßventil 17 oder ein Schlamm hahn angeordnet ist. Durch Schwerkraft setzt sich daher ein großer Anteil des ausgefallenen Kalks in der konischen Spitze der Deckplatte 16, d. h. genau über dem Auslaßventil 17 ab, wodurch es einfacher herauszuspülen ist.

Wie aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen, weist der Tank 1 einen sich nahe des Randes 18 des Tanks erstreckenden Spülring 19 auf, der mit einer Anzahl Spüldüsen 20 versehen ist. Am Ende der Einlaß leitung 8 für Kaltwasser sind ein oberes Einlaßventil 21 und ein unteres Einlaßventil 22 parallel zueinander geschaltet ein gefügt. Das obere Einlaßventil 21 führt in den Tank 1, während das untere Einlaßventil 22 in den Spülring 19 führt. Wenn die abgesetzten Kalkablagerungen und anderer Schlamm herausgespült werden sollen, wird das Einlaßventil 21 geschlossen und das Einlaßventil 22 geöffnet. Kaltes Wasser wird dann in den Spül ring 19 geleitet, aus dem das Wasser diagonal nach unten in Richtung auf die Deckplatte 16 durch die Spüldüsen 20 gesprüht wird, die zuvor in diese Richtung eingestellt worden sind. Kalk und Schlamm werden schnell von der Deckplatte 16 gespült und durch das Auslaßventil 17 herausgespült. Ein Steuergerät 23 kann dafür bestimmt sein, in vorbestimmten Intervallen automa tisch das Ventil 21 zu schließen, das Ventil 22 zu öffnen, die Umwälzpumpe 10 anzuhalten und das Auslaßventil 17 zu öffnen, um eine Spülung stattfinden zu lassen.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der elektrolytischen Vorrichtung, bei der eine Elektrode 2 oder 3 ferner eine geson derte Stromzuführung von der Steuereinheit 4 aufweist. Daraus resultierend wird ein kathodischer Korrosionsschutz des Tanks 1 per se ohne den Einsatz einer zusätzlichen Anode - siehe die Anode 6 in Fig. 1 - erreicht, wodurch eine besonders einfache und billige Ausführungsform der elektrolytischen Vorrichtung erhalten wird.

Die Fig. 5 und 6 zeigen den Tank 1 aus Fig. 4 in einem größeren Maßstab und mit mehr Details. Die zwei zusätzlichen Anoden 6 und 7 sind weggelassen, was viele unterschiedliche Anordnungen der Elektroden 2 und 3 ermöglicht.

Fig. 7 zeigt eine Abwandlung der elektrolytischen Vorrichtung aus Fig. 4, bei der der Tank 1' mit einer konvexen unteren Deckplatte 16' versehen ist.

Die Fig. 8 und 9 zeigen den Tank 1' aus Fig. 7 in einem größeren Maßstab und mit mehr Details. Durch Verwendung einer konvexen Deckplatte 16' anstelle einer kegelförmigen Deckplatte weist der Tank 1' eine geringere Höhe auf, was zu einem kompakteren Aufbau führt.

Obenstehend ist die elektrolytische Vorrichtung in Verbindung mit einem Heißwassertank beschrieben worden. Sie kann jedoch auch bei einem Kaltwassertank eingesetzt werden.

Die Elektroden 2 und 3 und die zusätzlichen Anoden 6 und 7 kön nen entsprechend dem gegebenen Einsatz der elektrolytischen Vorrichtung jede geeignete Gestalt und Lage haben.

Die Vorrichtung ist bedeutend billiger, wenn kein Spülring 19 verwendet wird, siehe die Fig. 2, 3; 5, 6 und 8, 9.

Der Tank 1 ist bevorzugt aus Stahl oder einem anderen Metall hergestellt, kann aber auch aus einem anderen Material, z. B. Kunststoffen sein. Ist der Tank aus Metall gefertigt, kann er auf der Innenseite eine Oberflächenschicht aus z. B. Kunststof fen, Emaille oder Farbe aufweisen.

Claims

1. Elektrolytische Vorrichtung zum Schutz eines mit einem Wassertank (1, 1') verbundenen Frischwasserrohrleitungssystems gegen Korrosion, wobei die elektrolytische Vorrichtung zumin dest zwei Elektroden (2, 3), die in dem Tank (1; 1') angeordnet sind, und eine Steuereinheit (4) mit einer Stromquelle auf weist, und wobei eine der Elektroden (2) eine Anode aus Alumi nium ist, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Elektrode (3) eine Kathode aus Aluminium ist und daß die Elektroden (2, 3) mit der Stromquelle über einen Polwechsler (5) so verbunden sind, daß die Elektroden (2, 3) abwechselnd als Anode und Kathode arbeiten.

2. Elektrolytische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (2, 3) identisch sind.

3. Elektrolytische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine lösliche, zusätzliche Anode (6, 7) in dem Tank (1) angeordnet ist, wobei diese Anode aus Aluminium oder Zink ist und eine gesonderte Stromzuführung von der Steuereinheit (4) aufweist.

4. Elektrolytische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode (2 oder 3) ferner eine gesonderte Stromzuführung von der Steuereinheit (4) aufweist.

5. Elektrolytische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (1) mit einer kegelförmigen unteren Deckplatte (16) versehen ist, deren untere Spitze ein Auslaßventil (17) aufweist.

6. Elektrolytische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Tanks (1; 1') ein sich nahe dem Rand (18) des Tanks erstrecken der Spülring (19) angeordnet ist, der mit einer Anzahl Spüldü sen (20) versehen ist, und daß ein Auslaßventil (17) in der unteren Deckplatte (16; 16') des Tanks angeordnet ist.