DE102008055792A1

DE102008055792A1 - Gerät zur elektrophysikalischen Wasseraufbereitung

Info

Publication number: DE102008055792A1
Application number: DE200810055792
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. Gebhardt
Original assignee: NECON GmbH
Current assignee: NECON GmbH
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2008-11-04
Publication date: 2010-05-06
Anticipated expiration: 2028-11-05
Also published as: DE102008055792B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät (17) zur elektrophysikalischen Wasseraufbereitung mit zumindest zwei an die verschiedenen Pole einer elektrischen Stromquelle anlegbaren Elektroden (2, 12), zwischen denen (2, 12) ein Wasserstrom durchführbar ist und von denen wenigstens eine Elektrode (2) Metallionen abgibt, welche eine keimtötende oder desinfizierende Wirkung auf im Wasserstrom mitgeführte Organismen ausüben. Für das erfindungsgemäße Gerät (17) ist kennzeichnend, dass von einem Paar einander zugeordneter Elektroden (2, 12) eine Elektrode (12) als ein den Wasserstrom führendes Rohr ausgebildet ist, dass im Rohrinneren die davon elektrisch getrennte Gegenelektrode (2) angeordnet ist, dass die Gegenelektrode (2) eine stabförmige Elektrodenaufnahme (11) hat und dass auf die stabförmige Elektrodenaufnahme (11) zumindest eine zur Metallionen-Abgabe elektrisch leitfähige Metallhülse (9, 10) aufgeschoben ist. Das erfindungsgemäße Gerät (17) kann derart kompakt und platzsparend ausgebildet werden, dass es ohne weiteres auch im Outdoor- oder Campingbereich eingesetzt werden kann; da das erfindungsgemäße Gerät ein elektrophysikalisches Wasseraufbereitungsverfahren anwendet, kann auf den Zusatz von Chemikalien in das aufzubereitende Wasser verzichtet werden (vgl. Figur).

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur elektrophysikalischen Wasseraufbereitung mit zumindest zwei, an die verschiedenen Pole einer elektrischen Stromquelle anlegbaren Elektroden, zwischen denen ein Wasserstrom durchführbar ist und von denen wenigstens eine Elektrode Metallionen abgibt, welche eine keimtötende oder desinfizierende Wirkung auf im Wasserstrom mitgeführte Organismen ausübt.
Man hat bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen entwickelt, um Wasser, das mit Keimen und anderen Organismen verunreinigt ist, in einen trinkfähigen Zustand aufzubereiten. So ist beispielsweise auch ein elektrophysikalisches Aufbereitungsverfahren bekannt, bei dem positiv geladene Kupfer (Cu++)- und Silberionen (AG+) freigesetzt werden, welche die negativ geladenen organischen Zellen, wie Algen, Bakterien, Pilze und Viren zerstören. Die zur Durchführung des vorbebekannten Aufbereitungsverfahrens erforderlichen Aufbereitungsvorrichtungen sind jedoch vergleichsweise groß und unhandlich.
In Anwendungsbereichen, in denen auf platzsparende Verfahren zurückgegriffen werden muss, werden dem aufzubereitenden Wasser häufig Chemikalien zugesetzt, welche die im Wasser befindlichen Keime abtöten sollen. Da diese Chemikalien aber eventuell auch auf den menschlichen Organismus einen schädlichen Einfluss haben können, werden solche chemischen Verfahren zur Aufbereitung von Trinkwasser meist weniger geschätzt.
Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, ein Gerät zur elektrophysikalischen Wasseraufbereitung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das vergleichsweise kompakt und platzsparend ausgestaltet werden kann.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht bei dem Gerät der eingangs erwähnten Art insbesondere darin, dass von einem Paar einander zugeordneter Elektroden eine Elektrode als ein den Wasserstrom führendes Rohr ausgebildet ist, dass im Rohrinneren die davon elektrisch getrennte Gegenelektrode angeordnet ist, dass die Gegenelektrode eine stabförmige Elektrodenaufnahme hat, und dass auf die stabförmige Elektrodenaufnahme zumindest eine zur Metallionen-Abgabe elektrisch leitfähige Metallhülse aufgeschoben ist.
Das erfindungsgemäße Gerät weist zumindest ein Paar einander zugeordneter Elektroden auf, von denen eine Elektrode als ein den Wasserstrom führendes Rohr ausgebildet ist. Im Rohrinneren dieser rohrförmigen Elektrode, durch die das aufzubereitende Wasser hindurchgeführt wird, ist die davon elektrisch getrennte Gegenelektrode angeordnet. Die Gegenelektrode umfasst eine stabförmige Elektrodenaufnahme, auf die zumindest eine elektrisch leitfähige und zur Metallionen-Abgabe bestimmte Metallhülse aufgeschoben ist. Da die Gegenelektrode im Rohrinneren der rohrförmigen Elektrode gehalten ist und da das aufzubereitende Wasser durch die rohrförmige Elektrode hindurchgeführt wird, können die Außenabmessungen des erfindungsgemäßen Gerätes in diesem Bereich im wesentlichen auf den Außenumfang der rohrförmigen Elektrode beschränkt werden. Da das erfindungsgemäße Gerät das althergebrachte elektrophysikalische Wasseraufbereitungsverfahren verwendet, kann auf die Zufuhr weiterer Chemikalien verzichtet werden.
Besonders kompakte und platzsparende Ausführungsformen gemäß der Erfindung sieht vor, dass die paarweise einander zugeordneten Elektroden mittels eines Adapters miteinander verbunden sind, an welchem die Elektrodenaufnahme der Gegenelektrode gehalten ist und dass der Adapter in seinem Außenumfang zumindest bereichsweise an den lichten Rohrquerschnitt der Elektrode derart formangepasst ist, dass der Adapter in eine stirnseitige Rohröffnung der Elektrode einsetzbar ist. Bei dieser Ausführungsform ist ein Adapter vorgesehen, der die paarweise einander zugeordneten Elektroden miteinander verbindet. Dieser Adapter umgreift die Gegenelektrode vorzugsweise im Bereich ihrer stabförmigen Elektrodenaufnahme und ist seinerseits in seinem Außenumfang an den lichten Rohrquerschnitt der rohrförmigen Elektrode derart formangepasst, dass er in eine stirnseitige Rohröffnung dieser rohrförmigen Elektrode eingesetzt werden kann. Der Adapter dichtet somit gleichzeitig auch den zwischen Elektrode und Gegenelektrode verbleibenden Ringraum im Bereich einer der stirnseitigen Rohröffnungen der rohrförmigen Elektrode ab.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Adapter zur Potentialtrennung der paarweise einander zugeordneten Elektroden ausgebildet und dazu vorzusweise aus einem elektrisch nicht-leitfähigen Material hergestellt ist. Ist der Adapter insbesondere aus einem elektrisch nicht-leitfähigen Material hergestellt, können die rohrförmige Elektrode und die in ihrem Rohrinneren befindliche Gegenelektrode zumindest in diesem Bereich auf einfache Weise elektrisch voneinander getrennt werden.
Um die Wasserzu- und abfuhr zum erfindungsgemäßen Gerät zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn die dem Adapter abgewandte stirnseitige Rohröffnung als Wasseranschluss ausgebildet ist oder einen Wasseranschluss trägt. Ist die dem Adapter abgewandte stirnseitige Rohröffnung als Wasseranschluss ausgebildet oder weist sie einen entsprechenden Wasseranschluss auf, kann das erfindungsgemäße Gerät daran zuflussseitig an eine Wasserzufuhr oder abflussseitig an zumindest eine Zapfstelle angeschlossen werden.
Aus dem gleichen Grund kann es vorteilhaft sein, wenn der über die rohrförmige Elektrode vorstehende Teilbereich der Gegenelektrode als Wasseranschluss ausgebildet ist oder einen Wasseranschluss trägt.
Die Montage und Demontage des erfindungsgemäßen Gerätes wird wesentlich erleichtert, wenn zumindest ein zulauf- und/oder wenigstens ein ablaufseitiger Wasseranschluss mit einer Wasserleitung vorzugsweise lösbar verbindbar ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die stabförmige Elektrodenaufnahme an ihrem dem Adapter abgewandten Stirnende ein Gewinde trägt, das mit dem Gegengewinde einer Elektrodenbefestigung oder Elektrodensicherung zusammenwirkt. Durch Lösen dieser Schraubverbindung kann die Elektrodenbefestigung entfernt und die Elektrodenaufnahme freigelegt werden, um bei Bedarf die auf der Elektrodenaufnahme aufgeschobenen Metallhülsen entfernen und auswechseln zu können.
Um auch an den dem Adapter abgewandten Stirnendbereich der Gegenelektrode eine Potentialtrennung vorsehen zu können, ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem das Gewinde tragenden Stirnende und der Elektrodenbefestigung oder Elektrodensicherung eine radial über die Elektrodenaufnahme und die zumindest eine darauf aufgeschobene Metallhülse vorstehende Kontakttrennungsscheibe eingespannt ist.
Die an den dem Adapter abgewandten Stirnende der Elektrodenaufnahme vorgesehene und zur Elektrodenbefestigung bestimmte Schraubverbindung kann besonders leicht gelöst und die auf die Elektrodenaufnahme aufgeschobenen Metallhülsen können auf einfache Weise von der Elektrodenaufnahme entfernt und ausgewechselt werden, wenn die dem Adapter abgewandte stirnseitige Rohröffnung mit einem vorzugsweise als Wasseranschluss ausgebildeten Endstück lösbar verbindbar ist und wenn zwischen der rohrförmigen Elektrode und dem Endstück vorzugsweise eine Bajonett- oder dergleichen Renkverbindung vorgesehen ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung sieht vor, dass die Gegenelektrode an ihrem der Elektrodenbefestigung abgewandten Stirnendbereich einen Wasserführungskanal hat, der von zumindest einer umfangsseitigen Kanalöffnung zu einer stirnseitigen Kanalöffnung führt.
Eine Weiterbildung gemäß der Erfindung sieht vor, dass das Gerät eine Steuerungselektronik hat, die in einem an der rohrförmigen Elektrode im Bereich des Adapters gehaltenen Steuerungsgehäuse angeordnet ist. Da der Adapter eine Potentialtrennung zwischen der rohrförmigen Elektrode und der Gegenelektrode bewirkt und da die einander paarweise zugeordneten Elektroden in diesem Bereich von außen leicht zugänglich sind, können die Elektroden insbesondere in diesem Bereich besonders leicht mit der Steuerungselektronik elektrisch verbunden werden.
Der kompakte und platzsparende Aufbau des erfindungsgemäßen Gerätes wird noch erleichtert, wenn in das Steuerungsgehäuse zumindest ein Akku als Stromquelle integriert ist. Eine solche Ausführungsform, bei der ein Akku in das Steuerungsgehäuse integriert ist, kann insbesondere im Outdoor- und Campingbereich besonders vorteilhaft eingesetzt werden, wo externe Stromquellen nicht ohne weiteres zugänglich sind oder nicht zur Verfügung stehen.
Weiterbildungen gemäß der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie der Zeichnung. Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles noch näher beschrieben.
In der einzigen Figur ist ein Gerät 17 zur elektrophysikalischen Wasseraufbereitung dargestellt. Das Gerät 17 weist zwei, an die verschiedenen Pole einer elektrischen Stromquelle anlegbare Elektroden 2, 12 auf, von denen die äußere rohrförmige Elektrode 12 als Kathode und die in ihrem Rohrinneren angeordnete Elektrode 2 als Anode dient. Das hier dargestellte Gerät 17 kann derart in eine Wasserleitung zwischengeschaltet oder zwischen einem Wasservorrat und zumindest einer Zapfstelle angeordnet werden, dass zwischen den Elektroden 2, 12 ein Wasserstrom durchführbar ist. Dabei dient die Elektrode 12 als eine den Wasserstrom führende Rohrleitung.
Die im Rohrinneren der Elektrode 12 angeordnete und vom Rohr elektrisch getrennte Gegenelektrode 2 umfasst eine stabförmige und vorzugsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellte Elektrodenaufnahme 11, auf die zwei elektrisch leitfähige und zur Abgabe von Metallionen bestimmte Metallhülsen 9, 10 aufgeschoben sind.
Während die in ihrer Längserstreckung größere Metallhülse 10 aus Kupfer hergestellt ist, besteht die demgegenüber kürzere Metallhülse 9 aus Silber.
Um zwischen Elektrode 12 und Gegenelektrode 2 eine Potentialtrennung vornehmen zu können, sind die Elektroden 2, 12 über einen Adapter 3 miteinander verbunden. Am Adapter 3 ist die Elektrodenaufnahme 11 der Gegenelektrode 2 gehalten. Dabei ist der Adapter 3 in einem Teilbereich seines Außenumfangs an den lichten Rohrquerschnitt der Elektrode derart formangepasst, dass der Adapter 3 mit diesem Teilbereich bis zu einem Ringflansch in eine stirnseitige Rohröffnung der Elektrode 12 eingesetzt werden kann. Zur Potentialtrennung der paarweise einander zugeordneten Elektroden 2, 12 ist der Adapter 3 aus einem elektrisch nicht-leitfähigen Material hergestellt.
An dem den Adapter 3 abgewandten Stirnende der Elektrodenaufnahme 11 ist ein Innengewinde vorgesehen, in das eine als Schraube und insbesondere als Inbusschraube ausgestaltete Elektrodenbefestigung 13 mit ihrem Gewindeschaft eingeschraubt werden kann. Zwischen dem dem Adapter 3 abgewandten Stirnende der Elektrodenaufnahme 11 und der Elektrodenbefestigung 13 ist eine Kontakttrennungsscheibe 14 vorgesehen, die radial über die Elektrodenaufnahme 11 und die darauf aufgeschobenen Metallhülsen 9, 10 vorsteht. Die Kontakttrennungsscheibe 14 stellt auch in diesem Bereich des Gerätes 17 eine Potentialtrennung zwischen der Anode 2 und der Kathode 12 sicher.
Die dem Adapter 3 abgewandte stirnseitige Rohröffnung der Elektrode 12 ist mit einem Endstück 15 lösbar verbindbar, das hier als einlaufseitiger Wasseranschluss ausgebildet ist. Dabei ist das Endstück 15 über eine Bajonettverbindung 16 an der rohrförmigen Elektrode 12 gehalten. Durch Lösen der Bajo nettverbindung 16 kann das Endstück 15 von der Elektrode 12 getrennt werden, um anschließend bei Bedarf die Elektrodenbefestigung 13 zu lösen und die auf die Elektrodenaufnahme 12 aufgeschobenen Metallhülsen entfernen und auswechseln zu können.
Die Gegenelektrode 2 weist an ihrem der Elektrodenbefestigung 13 abgewandten Stirnendbereich einen Wasserführungskanal auf, der von einer umfangsseitigen Kanalöffnung 8 zu einer stirnseitigen Kanalöffnung führt. Der über die rohrförmige Elektrode 12 vorstehende Teilbereich der Gegenelektrode 2 ist dazu als Wasseranschluss 1 ausgebildet, welcher die stirnseitige Kanalöffnung trägt, in der der Wasserführungskanal ablaufseitig mündet.
Dem Gerät 17 ist eine Steuerungselektronik zugeordnet, die in einem Steuerungsgehäuse 4 angeordnet ist. Dieses Steuerungsgehäuse 4 ist hier umfangsseitig aus einem Rechteckprofil hergestellt. Das Steuerungsgehäuse 4 ist dabei an der rohrförmigen Elektrode 12 im Bereich des Adapters 3 gehalten, wo die Anode 2 und die Kathode 12 von außen leicht zugänglich und kontaktierbar sind. Im Steuerungsgehäuse 4 ist auch zumindest ein hier nicht weiter dargestellter Akku vorgesehen, der dem Gerät 17 als Stromquelle dient. An der Außenseite des Steuerungsgehäuses 4 sind drei, hier als insbesondere verschiedenfarbige LED-Leuchten ausgebildete Anzeigen 5, 6, 7 vorgesehen, von denen die Anzeige 5 die Betriebsbereitschaft signalisiert, die Anzeige 6 die ordnungsgemäße Funktion der Elektroden 2, 12 anzeigt und die Anzeige 7 im Falle einer Störung und insbesondere eines Kurzschlusses zu leuchten beginnt.
Um das Gerät 17 beispielsweise im Outdoor-Bereich oder im Campingbereich bequem in eine Wasserleitung zwischenschalten zu können, können der zulaufseitige Wasseranschluss 15 und der ablaufseitige Wasseranschluss 1 ein, beispielsweise bei Gartenanschlüssen übliches Steckverbindungssystem aufweisen.
Das hier dargestellte Gerät 17 gibt während des Betriebes fortlaufend Kupfer- und Silberionen ab. Diese positiv geladenen Kupfer- und Silberionen bilden eine elektrostatische Verknüpfung auf den negativ geladenen Bereichen der Zellwände der im Wasser befindlichen Mikroorganismen. Dadurch verändert sich die Durchlässigkeit der Zellwand und beschränkt die Nahrungsaufnahme auf ein Minimum. Befinden sich Kupfer und Silber erst einmal innerhalb einer Algen- oder Keimzelle, so greifen sie die schwefelhaltigen Aminosäuren in den Eiweißstoffen an und unterbinden die notwendigen Vorgänge zur Fotosynthese, so dass die Zelle abstirbt. Die bei der elektrophysikalischen Wasseraufbereitung in das Wasser abgegebenen Kupfer- und Silberionen verbleiben im Wasser und können dort weiteren Schutz bieten, indem sie das Wasser auf lange Sicht ohne Giftstoffe reinigen. Diese Depotwirkung hält selbst bei abgestelltem Gerät 17 über einen längeren Zeitraum an. Damit ist eine Nachregulierung oder eine permanente Kontrolle des vom Gerät 17 aufbereiteten Wassers überflüssig. Das Gerät 17 ist leicht zu bedienen und braucht minimalste Wartung.

Claims

Gerät (17) zur elektrophysikalischen Wasseraufbereitung mit zumindest zwei, an die verschiedenen Pole einer elektrischen Stromquelle anlegbaren Elektroden (2, 12), zwischen denen (2, 12) ein Wasserstrom durchführbar ist und von denen wenigstens eine Elektrode (2) Metallionen abgibt, welche eine keimtötende oder desinfizierende Wirkung auf im Wasserstrom mitgeführte Organismen ausüben, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Paar einander zugeordneter Elektroden (2, 12) eine Elektrode (12) als ein den Wasserstrom führendes Rohr ausgebildet ist, dass im Rohrinneren die davon elektrisch getrennte Gegenelektrode (2) angeordnet ist, dass die Gegenelektrode (2) eine stabförmige Elektrodenaufnahme (11) hat, und dass auf die stabförmige Elektrodenaufnahme (11) zumindest eine zur Metallionen-Abgabe elektrisch leitfähige Metallhülse (9, 10) aufgeschoben ist.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die paarweise einander zugeordneten Elektroden (2, 12) mittels eines Adapters (3) miteinander verbunden sind, an welchem die Elektrodenaufnahme (11) der Gegenelektrode (2) gehalten ist, und dass der Adapter (3) in seinem Außenumfang zumindest bereichsweise an den lichten Rohrquerschnitt der Elektrode (12) derart formangepasst ist, dass der Adapter (3) in eine stirnseitige Rohröffnung der Elektrode (12) einsetzbar ist.
Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (3) zur Potentialtrennung der paarweise einander zugeordneten Elektroden (2, 12) ausgebildet und dazu vorzugsweise aus einem elektrisch nicht-leitfähigen Material hergestellt ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Adapter (3) abgewandte stirnseitige Rohröffnung als Wasseranschluss ausgebildet ist oder einen Wasseranschluss (5) trägt.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der über die rohrförmige Elektrode (12) vorstehende Teilbereich der Gegenelektrode (2) als Wasseranschluss (1) ausgebildet ist oder einen Wasseranschluss trägt.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zulauf- und/oder wenigstens ein ablaufseitiger Wasseranschluss (1, 15) mit einer Wasserleitung vorzugsweise lösbar verbindbar ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmige Elektrodenaufnahme (11) an ihrem dem Adapter (3) abgewandten Stirnende ein Gewinde trägt, das mit dem Gegengewinde einer Elektrodenbefestigung (13) oder Elektrodensicherung zusammenwirkt.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem das Gewinde tragenden Stirnende und der Elektrodenbefestigung (13) oder Elektrodensicherung eine radial über die Elektrodenaufnahme (11) und die zumindest eine darauf aufgeschobene Metallhülse (9, 10) vorstehende Kontakttrennungsscheibe (14) eingespannt ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Adapter (3) abgewandte stirnseitige Rohröffnung mit einem vorzugsweise als Wasseran schluss ausgebildeten Endstück (15) lösbar verbindbar ist und dass zwischen der rohrförmigen Elektrode (12) und dem Endstück (15) vorzugsweise eine Bajonett- oder dergleichen Renkverbindung (16) vorgesehen ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektrode (2) an ihrem der Elektrodenbefestigung (13) abgewandten Stirnendbereich einen Wasserführungskanal hat, der von zumindest einer umfangsseitigen Kanalöffnung (8) zu einer stirnseitigen Kanalöffnung führt.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät eine Steuerungselektronik hat, die in einem an der rohrförmigen Elektrode (12) im Bereich des Adapters (3) gehaltenen Steuerungsgehäuse (4) angeordnet ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in das Steuerungsgehäuse (4) zumindest ein Akku als Stromquelle vorgesehen ist.