DE4222686A1 - Vorrichtung zur permanentmagnetischen Behandlung von Flüssigkeiten, anorganischen und organischen Gemischen bzw. Lösungen zur Verhinderung von Ablagerungen - Google Patents
Vorrichtung zur permanentmagnetischen Behandlung von Flüssigkeiten, anorganischen und organischen Gemischen bzw. Lösungen zur Verhinderung von AblagerungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur permanent
magnetischen Behandlung von Flüssigkeiten wie z. B.
Wasser gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Der Sinn
dieser Vorrichtung ist, daß sich z. B. beim Erwärmen von
Flüssigkeiten sich ausscheidende Feststoffe und
Ablagerungen , wie z. B. Salze u. Kesselstein, in ihrer
Haftfähigkeit an Oberflächen so zu beeinflussen, daß in
Kesseln, Behältern oder Rohren kein An- bzw. Absetzen,
welches zu den bekannten Betriebsstörungen führt, mehr
möglich ist.
Im Wasser sind diese Ablagerungen hauptsächlich auf die
Carbonathärte zurückzuführen und stehen in direktem
Zusammenhang mit den in normalem Leitungswasser nur
vereinzelt vorhandenen Kristallisationskeimen. Wird das
Löslichkeitsprodukt der im Wasser gelösten Verbindungen
überschritten, lagern sich diese in der Hauptsache an
Oberflächenrauhigkeiten von Rohren, Behältern usw. ab.
Dort führen sie dann zu den allseits bekannten
Problemen.
Aus zahlreichen Veröffentlichungen und Patentschriften
ist bekannt, daß eine Wechselwirkung zwischen magnetischen
Feldern und strömendem Wasser vorhanden ist.
Prinzipiell finden dafür ringförmige Permanentmagnete
Anwendung. Nach bekannten Theorien stellen die einzelnen
Wassermoleküle kein eigenes System dar, sondern sind in
Clustern miteinander assoziiert. In diesen Clustern sind
die Wasserinhaltsstoffe hydratisiert. Werden diese jedoch
durch starke Magnetfelder, unterstützt durch eine
turbulente Strömung im Bereich der Felder, aufgebrochen,
können sich in ausreichender Zahl Kristallisationskeime
bilden. Dies läßt sich an Hand von Trübungsmessungen
verfolgen. An diesen neu gebildeten Kristallisationskeimen
lagern sich nach Überschreiten des Löslichkeitsproduktes
primär die Kesselstein verursachenden Wasserinhaltsstoffe
an und bilden dadurch eine Art feinen Schlamm, der sich
nicht mehr an Rohrleitungen und Behältern usw. absetzt
und mit der Wasserströmung aus den Systemen ausgetragen
werden kann.
Ein weiterer vorteilhafter Effekt ist das, bei längerem
Einsatz der Vorrichtung, Ablösen bereits vorhandener
Inkrustationen und durch Schutzschichtbildung eine
Verminderung von Rohrkorrosionen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
solcherartige Vorrichtung so weiterzuentwickeln, daß der
Wirkungsgrad gegenüber anderen Konstruktionen deutlich
erhöht wird, sie leicht herzustellen, montagefreundlich
und in ihren Anforderungen und Abmessungen so gestaltet
ist, daß sie jederzeit auch direkt in einen handels
üblichen Hauswasser-Feinfilter integrierbar ist.
Die wichtigste Aufgabe der Vorrichtung ist, daß sie eine
intensive Wirkung der Magnetfelder auf die Flüssigkeit
gewährleistet und gleichzeitig nur einen geringen
Druckverlust im gesamten Leitungssystem verursacht.
Der Erfindung liegt auch die Erkenntnis zugrunde, daß die
Wirksamkeit der Vorrichtung nicht durch die Rohrleitung,
sondern durch die Magnetfelder, die Strömungs
geschwindigkeit und Strömungsart der Flüssigkeit, d. h.
durch die Aufenthaltszeit, beeinflußt wird.
Die Lösung erfolgt durch Ausgestaltung gemäß den
Ansprüchen.
Dieser Zweck konnte durch die erfindungsgemäße
Vorrichtung erreicht werden. Diese Vorrichtung weist
mehrere - vorteilhaft acht - voneinander in bestimmten
Abmessungen angeordnete, den Gesamtdurchlaß und die
magnetische Feldstärke bestimmende, durch Abstands
ringe abgeteilte Magnetringe auf. Zwischen den Magnetringen
sind Abstandsringe (Polschuhe) aus ferromagnetischem
Material angeordnet. Abstandsringe und Magnetringe sind
zwischen einem Außen- und einem Innenrohr aus para
magnetischem Material angeordnet. An beiden Enden der
Vorrichtung sind konische, düsenartig ausgebildete
Teile aus einem rostfreien Material mit ferritischem
Gefüge zentrisch angeordnet. In diese düsenartigen
Endstücke sind runde, mit einer Bohrung für den Mittelstab
versehene Widerlager zum fixierten Aufbau der gesamten
Vorrichtung eingelassen.
Im Bereich der Magnetfelder ist im Innenrohr der
Vorrichtung eine Strömungsleiteinrichtung, welche eine
Aufspaltung des Flüssigkeitsstromes bewirkt, angeordnet.
Diese Strömungsleiteinrichtung ist derart gestaltet, daß
der Flüssigkeitsstrom am ersten Kreissegmentpaar einen
Drall im Uhrzeigersinn erfährt, am zweiten erfolgt eine
Umkehrung des Dralls und so weiter. Dadurch wird im
Bereich der Magnetfelder eine äußerst turbulente Strömung,
welche bereits Merkmale der Mikrokavitation aufweist,
erzwungen.
Dadurch erfolgt bei nur geringem Gesamtdruckverlust ein
mehrmaliger Strömungsabriß, welcher so eine sehr hohe
Anzahl von Kristallisationskeimen erzeugt.
Diese Strömungsleiteinrichtung ist aus paramagnetischem
Material gefertigt. Die Magnetringe, die Abstands
ringe, die düsenartig ausgebildeten Teile, sowie die
Strömungsleiteinrichtung sind in eine rohrförmige Einheit
aus paramagnetischem Material eingebaut und werden durch
einen Mittelstab aus einem rostfreien Material mit
ferritischem Gefüge, zwangsweise zentriert und in
diesem Ausführungsbeispiel durch eine lösbare,
zweckdienlich mit Gewinden ausgeführte Befestigung in
ihrer Lage fixiert.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Mittelstab derart
ausgeführt, daß dieser zweckdienlich mit einem Gewinde
zur Befestigung der Vorrichtung in einem marktgängigen
Hauswasser-Feinfilter versehen ist.
Genannter Mittelstab dient gleichzeitig zur quasi
rechtwinkligen Lenkung der Magnetfelder ins Innere der
Behandlungsvorrichtung.
In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform sind die
Enden der Vorrichtung zum Anschluß an die Rohrleitung mit
Flanschen oder Gewinden versehen.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen (Fig. 1 und 2),
die ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel zeigt, im
einzelnen beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 Eine teilweise längsgeschnittene Seitenansicht der
Vorrichtung zur permanentmagnetischen Behandlung von
Flüssigkeiten.
Fig. 2 Eine Darstellung der aus mehreren spiegelverkehrt
angeordneten, gewinkelten, kreis- bzw. ellipsensegment
förmigen Teilen aufgebauten Strömungsleiteinrichtung (8).
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß in dem Raum zwischen
Innen- und Außenrohr (5 u. 4) Abstandsringe (6) und
Magnetringe (7) angeordnet sind. Die Magnetringe (7) und
Abstandsringe (6) sind in gleichen Abständen und derart
angeordnet, daß die durchströmende Flüssigkeit immer am
Anfang und Ende der permanentmagnetischen Behandlung den
Südpol des Magnetfeldes zu kreuzen hat. Dadurch ergeben
sich starke, gleichförmige koaxiale Magnetfelder, die
durch die Ausführung mittels des Mittelstabes (1) aus
einem rostfreien Material mit ferritischem Gefüge,
radial fokussiert werden. Diese Vorrichtung ist mit 8
Magnetringen (7) hoher Feldstärke und Koerzitivkraft,
sowie 7 dazwischenliegenden Distanzringen (6) aus
rostfreiem, ferritischen Material ausgestattet.
Den Abschluß bilden die düsenförmig ausgebildeten Endstücke
(3). Das Gehäuse (Außen- (4) und Innenrohr (5)) ist aus
rostfreiem, austhenitischen Material gefertigt.
Die mit einer Bohrung zur Aufnahme des Mittelstabes (1)
versehenen Widerlager (2) sind zweckmäßigerweise an die
Innenform der düsenförmig ausgebildeten Endstücke (3)
angepaßt. Dadurch lassen sich größere Strömungsverluste
vermeiden.
Die im Bereich der Magnetfelder im Innenrohr (5)
angebrachte Strömungsleiteinrichtung (8) (Fig. 2) erzwingt
eine alternierende Drehrichtung des Flüssigkeitsstromes.
Durch die einseitige Verlängerung des mit einem Gewinde
versehenen Mittelstabes (1) kann die Vorrichtung
jederzeit in einen marktgängigen Feinfilter integriert
werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird wie folgt betrieben:
Die Flüssigkeit strömt durch das düsenförmig ausgebildete
Einlaßstück (3) und wird dann durch die im Bereich der
Magnetfelder liegende Strömungsleiteinrichtung (8)
zwangsweise in eine, in der Drehrichtung alternierende, im
Uhrzeigersinn beginnende Rotation um den Mittelstab (1)
versetzt. Dabei werden bei wäßrigen Lösungen aus dem
noch nicht ganz im Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht
stehenden Wasser kleinste Mengen an Kohlendioxid
freigesetzt.
Gleichzeitig durchströmt die Flüssigkeit mit
alternierender Drehrichtung, schraubenförmig mehrere scharf
fokussierte Magnetfelder und tritt durch das gegenüber
liegende ebenfalls düsenförmig ausgebildete Endstück
wieder aus.
Durch eine einseitige, entsprechende Verlängerung des
Mittelstabes kann diese Vorrichtung jederzeit in einen
marktüblichen Feinfilter integriert werden.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist u. a.
auch darin zu sehen, daß ihre leicht zerlegbaren
Bestandteile leicht ausgetauscht werden können.
Diese Vorrichtung kann an beliebiger Stelle und in
beliebiger Lage und in beliebiger Strömungsrichtung
eingebaut und betrieben werden, z. B. Zirkulationsbetrieb,
Warmwasserboiler, Kühltürme, Klimaanlagen,
Warmwassererzeugungsanlagen und zum Schutz von
Installationssystemen.
Claims (17)
1. Vorrichtung zur permanentmagnetischen Behandlung von
Flüssigkeiten mit einem aus einem Innen- und einem
Außenrohr (5 u. 4) aus paramagnetischem Material,
vorzugsweise aus einem rostfreien Stahl mit
austhenitischem Gefüge, gefertigten, rohrförmigen,Gehäuse
und dazwischen angeordneten magnetfelderzeugenden
Elementen (7) mit zugehörigen Abstandsringen (6),
welches von der Flüssigkeit axial durchströmt wird,
wobei im Innenrohr (5) im Bereich der Magnetfelder eine
Strömungsleiteinrichtung (8), welche eine in der Dreh
richtung alternierende, im Uhrzeigersinn beginnende
schraubenartige Durchströmung erzwingt angeordnet ist und
am Einlaß und Auslaß düsenförmig ausgebildete Hohlkörper
(3) sich befinden, welche durch die Verwendung eines
Mittelstabes (1), der durch Widerlager (2) fixiert und
zentriert ist, befestigt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Magnetringe (7) aus permanentmagnetischem Material
gefertigt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Magnetringe (7) aus Lanthanoidenelementver
bindungen, vorzugsweise der Elemente Neodym oder Samarium,
hoher magnetischer Energiedichte und Koerzitivkraft
gefertigt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Magnetringe (7) mit axialer Magnetisierungs
richtung gefertigt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstandsringe (6) aus einem rostfreien Material
mit ferritischem Gefüge gefertigt sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß diese zwischen Innen- und Außenrohr (5 u. 4) in ihrem
Innern aus 3 bis 11 Abstandsringen (6) und 4 bis 12
Magnetringen (7), vorzugsweise 7 Abstandsringen (6) und 8
Magnetringen (7), aufgebaut ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die düsenförmigen Hohlkörper (3) lavaldüsenartig mit
einem Eingangswinkel Winkel zwischen 5 und 60 Grad,
vorzugsweise 27 bis 38 Grad, gefertigt sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die düsenförmigen Hohlkörper (3) mit einem inneren
Kugelsegmentradius der zwischen dem 0,1 bis 0,5fachen der
Hohlkörpergesamtlänge, vorzugsweise der 0,3 bis 0,4fachen
Hohlkörpergesamtlänge, liegt, gefertigt sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die düsenförmigen Hohlkörper (3) aus einem
nichtrostendem Material mit ferritischem Gefüge gefertigt
sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsleiteinrichtung (8) aus 2 bis 20
aneinanderliegenden Kreis- bzw. Ellipsensegmenten,
vorzugsweise zwischen 4 und 8, gefertigt sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsleiteinrichtung (8) zwischen den Einzel
segmenten mit einem Biegewinkel von 10 bis 160 Grad,
vorzugsweise 30 bis 90 Grad, gefertigt sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsleiteinrichtung (8) aus einem nicht
rostenden Stahl mit austhenitischem Gefüge gefertigt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsleiteinrichtung (8) eine in der
Drehrichtung alternierende, im Uhrzeigersinn beginnende
Durchströmung der Vorrichtung, erzwingt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Strömungsleiteinrichtung (8) aus, um den Mittelstab
(1) spiegelverkehrt angeordneten Kreis- bzw.
Ellipsensegmenten aufgebaut ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mittelstab (1) aus einem nichtrostendem Material
mit ferritischem Gefüge gefertigt ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß durch eine Verlängerung des Mittelstabes (1) jederzeit
eine Integration in einen marktgängigen Feinfilter erfolgen
kann.
17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß durch beidseitiges Anbringen von Flanschen oder
Gewinden jederzeit ein Einbau auch direkt in ein Rohr
leitungssystem erfolgen kann.
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| WO2001017913A1 (de) * | 1998-03-10 | 2001-03-15 | Manfred Ernst Jans | Permanentmagnetisches flüssigkeitsbehandlungsgerät |
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1992
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| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |