NL7920020A

NL7920020A - DEVICE AND METHOD FOR TREATING WATER.

Info

Publication number: NL7920020A
Application number: NL7920020A
Authority: NL
Original assignee: Sonic Clean
Priority date: 1978-07-19
Filing date: 1979-07-19
Publication date: 1980-05-30
Also published as: CA1122921A; FR2431461A1; WO1980000226A1; SE8002145L; GB2039875B; GB2039875A

Description

VO 0292VO 0292

Titel : Inrichting en'werkwijze voor het “behandelen van vater.Title: Device and method for treating vater.

De uitvinding heeft betrekking op het behandelen van water en andere vloeistoffen of slikken onder de gezamenlijke werking van een elektrisch veld en sonische of supersone energie voor het verbeteren van de eigenschappen van het water.The invention relates to treating water and other liquids or swallowing under the joint action of an electric field and sonic or supersonic energy to improve the properties of the water.

5 Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op het be handelen van water onder de gezamenlijke en synergistische werking van supersone energie en een elektrisch veld, waarbij het water in beweging is, voor het aan het water tijdelijk geven van een sterk toegenomen vermogen tot oplossen van verschillende zouten, en het ge-10 lijktijdig doden en vernietigen van verschillende organismen, die zich in het water kunnen bevinden.More particularly, the invention relates to the treatment of water under the joint and synergistic action of supersonic energy and an electric field, in which the water is moving, for temporarily giving the water a greatly increased ability to dissolve of various salts, and simultaneously killing and destroying various organisms that may be in the water.

Van mineralen, die aanwezig zijn in drinkbaar natuurlijk water en water uit de waterleiding, is het bekend, dat deze vele moeilijkheden geven, zoals het veroorzaken van ketelsteenvorming in pijpen, 15 stoomketels en andere bewerkingsuitrusting. Waterverwarmers en lage-druk stoomketels zijn bijzonder gevoelig voor de vorming van ketelsteen, evenals het leidingwerk en pijpennet van oppervlakteeondenso-ren, motorkoelstelsels, koeltorens, luchtbehandelingsinrichtingen, enz. In stelsels, waarin een groot gedeelte van het water wordt gehercir-20 culeerd, wordt het vraagstuk veel nijpender, waarbij grote hoeveelheden chemicaliën tegenwoordig nodig zijn voor het in bedrijf houden van het stelsel. Zelfs met deze chemicaliën is een aanzienlijke aftap vereist met een bijbehorende eis voor aanmaakwater.Minerals present in potable natural water and water from the water mains are known to present many difficulties, such as causing scale formation in pipes, steam boilers and other processing equipment. Water heaters and low-pressure steam boilers are particularly susceptible to scale build-up, as are the pipework and pipework of surface sensors, engine cooling systems, cooling towers, air conditioners, etc. In systems where a large proportion of the water is recycled, the issue is much more pressing, with large quantities of chemicals nowadays required to keep the system in operation. Even with these chemicals, significant draining is required with an associated production water requirement.

Zelfs wanneer aanzienlijke hoeveelheden chemicaliën worden toe-25 gevoegd aan het water, vereisen de moeilijkheden van ketelsteenvorming of de groei van organismen, een veelvuldig onderhoud en schoonmaken van de stelsels voor het met een redelijke doeltreffendheid handhaven van de werking.Even when significant amounts of chemicals are added to the water, the difficulties of scale formation or organism growth require frequent maintenance and cleaning of the systems to maintain operation with reasonable effectiveness.

In stelsels voor het verwarmen of koelen van water, vermindert 30 de vorming van ketelsteen in aanzienlijke mate de warmte-overdracht, waardoor in aanzienlijke mate het vermogen wordt verminderd van het stelsel voor het verwarmen of koelen, en sterk de energie toeneemt, die nodig is voor het bedienen van het stelsel, welke energieverho-ging het gevolg is van de slechte warmte-overdracht.In water heating or cooling systems, scale formation significantly reduces heat transfer, thereby significantly reducing the power of the heating or cooling system, and greatly increasing the energy required for operating the system, which energy increase is due to the poor heat transfer.

35 Wanneer bewerkingsstoom of -water wordt verschaft voor toepassing 7920020 2 bij het bewerken van voedingsmiddelen of het behandelen van houders met voedingsmiddelen, wordt het vraagstuk veel nijpender, omdat' slechts enkele chemicaliën door de overheid veilig worden geacht voor gebruik in water voor het bewerken van voedingsmiddelen of het schoon-5 maken van de uitrusting.When processing steam or water is provided for use in food processing 7920020 2 or treating containers with foodstuffs, the problem becomes much more acute, because 'only a few chemicals are considered safe by government for use in water for processing food or cleaning equipment.

Dienovereenkomstig is een dergelijke behandeling met chemiealën gewoonlijk onbevredigend, waarbij het schoonmaken van dergelijke stelsels zowel tijdrovend is als het stil leggen van het stelsel vereist.Accordingly, such chemistry treatment is usually unsatisfactory, cleaning such systems is both time consuming and requires system shutdown.

Overeenkomstig de uitvinding zijn een werkwijze en een inrich-10 ting verschaft voor het behandelen van water, die niet alleen de noodzaak opheffen voor chemische toevoegingen aan het water, maar tevens uiteindelijk over een bepaalde tijdsduur van het in gebruik zijn van het stelsel, aanwezig ketelsteen daaruit verwijderen. Geen stil zetten is nodig.In accordance with the invention, there is provided a method and apparatus for treating water, which eliminates not only the need for chemical additives to the water, but also, eventually, scale present over time for a period of operation of the system remove from it. No freezing is necessary.

15 Dit wordt overeenkomstig de uitvinding tot stand gebracht door het onderwerpen van het water aan de gezamenlijke werking van super-sone energie en een elektrisch veld, waarbij het water door een be-handelingskamer stroomt. Een verrassend gevolg van een dergelijke behandeling is een vergroting in de orde van een factor 10 van de 20 hoeveelheid zouten, zoals calcium carbonaat, die in het water kunnen oplossen. Hoewel een dergelijke vergroting van de oplosbaarheid van het water slechts tijdelijk is, duren de gevolgen van de behandeling voldoende lang om het, het water mogelijk te maken, verschillende stelsels te ontdoen van ketelsteen, waarbij de stelsels in bedrijf 25 blijven. Een voordeel van de tijdelijke gevolgen van de behandeling is, dat het water veilig kan worden af gevoerd in rioolstelsels van rot-tingspunten zonder deze stelsels nadelig te beïnvloeden.This is accomplished in accordance with the invention by subjecting the water to the combined action of super sonic energy and an electric field, the water flowing through a treatment chamber. A surprising consequence of such treatment is an increase of the order of a factor 10 of the amount of salts, such as calcium carbonate, which can dissolve in the water. Although such an increase in the solubility of the water is only temporary, the effects of the treatment last long enough to allow the water to strip various systems of scale, the systems remaining in operation. An advantage of the temporary consequences of the treatment is that the water can be safely discharged into sewer systems of rotten points without adversely affecting these systems.

Deze voordelige gevolgen worden bereikt door het laten stromen van het water door een elektrostatisch veld onder het gelijktijdig 30 aan het water leveren van supersone energie, en het vervolgens- laten stromen van het zodoende behandelde water naar de inrichting, waarin het wordt gebruikt. Het water kan voedingswater zijn voor een stoomketel of kan gehercirculeerd water zijn uit een koeltoren of een ander stelsel, waarbij een gedeelte van het water opnieuw wordt gebruikt. 35 In het bijzonder is op te merken, dat het water niet wordt behandeld in de inrichting, waarin het wordt gebruikt,maar in een afzonderlijke inrichting, die gemakkelijk kan worden verbonden met het pijpennet 7920020 3 van een willekeurig gewenst stelsel, waarbij het water, dat wordt gebruikt of moet worden gebruikt in het stelsel, eenvoudig door de behandelingsinrichting stroomt.These beneficial effects are achieved by flowing the water through an electrostatic field while simultaneously supplying supersonic energy to the water, and then flowing the thus treated water to the device in which it is used. The water can be feed water for a steam boiler or can be recirculated water from a cooling tower or other system, with some of the water being reused. In particular, it should be noted that the water is not treated in the device in which it is used, but in a separate device, which can be easily connected to the pipe network 7920020 3 of any desired system, the water, used or to be used in the system, simply flows through the treatment device.

Wat deze gezamenlijke behandeling feitelijk uitricht in het wa-5 ter is niet nauwkeurig bekend. Gemeend wordt, dat enige ionisatie van het water plaats vindt, dat watermoleculen labiel worden gemaakt en dat peroxyde-achtige oxydatiemiddelen worden gevormd. Gebleken is echter, dat het behandelde water de mogelijkheid heeft tot het oplossen van ketelsteen en het onderdrukken van de mogelijkheid van een mine-10 raai tot het vormen van kristallijne strukturen. Amorfe strukturen zijn aangetroffen in een gedeelte van het opgeloste ketelsteen. Bovendien is een aanzienlijke verlaging van de biologische activiteit in het water na de behandeling waargenomen.It is not known exactly what this joint treatment actually does in the water. It is believed that some ionization of the water takes place, that water molecules are rendered labile and that peroxide-like oxidizing agents are formed. However, it has been found that the treated water has the ability to dissolve scale and suppress the ability of a mine to form crystalline structures. Amorphous structures have been found in part of the dissolved scale. In addition, a significant decrease in biological activity in the water has been observed after treatment.

Dienovereenkomstig bestaat een onderwerp van uitvinding uit een 15 werkwijze voor het behandelen van water door het onderwerpen daarvan aan een gezamenlijke werking van een elektrostatisch veld en sonische energie voor het aan het water geven van bijzondere eigenschappen, en het dan doen stromen van het water naar een gewenst stelsel voor gebruik daarin.Accordingly, an object of the invention is a method of treating water by subjecting it to a co-action of an electrostatic field and sonic energy to impart special properties to the water, and then to flow the water to a desired system for use therein.

20 Een ander onderwerp is een werkwijze voor het behandelen van water, waarbij water, dat door een kamer stroomt, gelijktijdig wordt onderworpen aan een elektrostatisch veld en supersone energie.Another subject is a method of treating water, wherein water flowing through a chamber is simultaneously subjected to an electrostatic field and supersonic energy.

Een ander onderwerp is een werkwijze voor het behandelen van water door het doen stromen daarvan rondom een geïsoleerde elektrode 25 onder hoge spanning en het gelijktijdig in het water leiden van sonische energie.Another subject is a method of treating water by flowing it around a high voltage insulated electrode 25 and simultaneously introducing sonic energy into the water.

Een ander onderwerp is een werkwijze voor het behandelen van water door het doen kolken daarvan rondom een geïsoleerde elektrode onder hoge spanning en het gelijktijdig in het water leiden van sonische 30 energie.Another subject is a method of treating water by swirling it around a high voltage insulated electrode and simultaneously introducing sonic energy into the water.

Een verder onderwerp is een werkwijze voor het behandelen van water door het doen stromen daarvan door een kamer rondom een geïsoleerde elektrode onder hoge spanning volgens een in hoofdzaak schroeflij nvormige opwaartse baan onder het toevoeren van sonische energie 35 aan het water.A further subject is a method of treating water by flowing it through a chamber around a high voltage insulated electrode in a substantially helical upward path while supplying sonic energy to the water.

Een verder onderwerp is een inrichting voor het behandelen van water, welke inrichting is voorzien van een geïsoleerde elektrode, ge- 7920020 h laden met een hoge spanning en opgesteld in een kamer, en van middelen in de kamer voor het leiden van supersone energie in het water, dat door de kamer en rondom de elektrode stroomt.A further subject is an apparatus for treating water, which apparatus is provided with an insulated electrode, charged with a high voltage and placed in a chamber, and means in the chamber for conducting supersonic energy in the chamber. water flowing through the chamber and around the electrode.

Een verder onderwerp is het verschaffen van een waterbehande-5 lingsinrichting, voorzien van een cilindrische kamer, verder van een geïsoleerde elektrode, die zich axiaal door de kamer uit strekt, en van een supersone overdrager voor het geven van sonische energie aan * het water, dat door de ringvormige ruimte stroomt tussen de kamer en de elektrode.A further subject is to provide a water treatment device, comprising a cylindrical chamber, further comprising an insulated electrode extending axially through the chamber, and a supersonic transducer for providing sonic energy to the water, flowing through the annular space between the chamber and the electrode.

10 Een verder onderwerp is het verschaffen van een inrichting voor het "behandelen van water, waarbij een langwerpige elektrode zich axiaal uit strekt door een langwerpige kamer, verder een supersone overdrager is aangebracht bij het einde van de kamer tegenover de elektrode, water door de kamer stroomt vanuit een inlaat nabij de 15 overdrager, en de overdrager sonische energie richt naar de elektrode.A further subject is to provide a water treatment device, wherein an elongated electrode extends axially through an elongated chamber, further a supersonic transducer is disposed at the end of the chamber opposite the electrode, water throughout the chamber flows from an inlet near the transducer, and the transducer directs sonic energy towards the electrode.

Een verder onderwerp is een waterbehandelingsinrichting, die een langwerpige, geïsoleerde elektrode bevat, die in het bovenste gedeelte is geplaatst van een langwerpige kamer, verder 'een supersone overdrager bij het onderste gedeelte van de kamer voor het richten van 20 supersone golven naar de elektrode, een waterinlaat in het onderste gedeelte van de kamer, een wateruitlaat in het bovenste gedeelte van de kamer, middelen voor het plaatsen van een hoge spanning op de elektrode en middelen voor het bekrachtigen van de overdrager.A further subject is a water treatment device, which includes an elongated insulated electrode placed in the top portion of an elongated chamber, further a supersonic transducer at the bottom portion of the chamber for directing 20 supersonic waves towards the electrode, a water inlet in the lower part of the chamber, a water outlet in the upper part of the chamber, means for applying a high voltage to the electrode and means for energizing the transducer.

Een verder onderwerp is een dergelijke inrichting, die bij be-25 trekkelijk hoge temperaturen en onder betrekkelijke hoge drukken kan werken.A further subject is such a device, which can operate at relatively high temperatures and under relatively high pressures.

Nog een verder onderwerp is een bijzondere waterbehandelingsinrichting met een bijzondere constructie, die een bijzondere, geïsoleerde elektrode bevat met een lange levensduur en duurzaamheid.A still further subject is a special water treatment device with a special construction, which contains a special, insulated electrode with a long life and durability.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, 30 waarin : fig. 1 schematisch het onderhavige stelsel toont met de krachtbron daarvan; fig. 2 een axiale doorsnede toont van êên onderhavige vloeistof-behandelingseenheid; 35 fig. 3 een doorsnede is volgens de lijn III-III in fig. 2; fig. b schematisch de eenheid volgens fig. 3 toont, verbonden voor 7920020 5 het behandelen van voedingskater voor een stoomketel; en fig. 5 schematisch de eenheid volgens fig. 3 toont, voor het behandelen van gehercirculeerd water uit een flessenwarmer.The invention is further elucidated with reference to the drawing, in which: Fig. 1 schematically shows the present system with its power source; Fig. 2 shows an axial section of one present liquid treatment unit; Fig. 3 is a sectional view taken on the line III-III in Fig. 2; Fig. b schematically shows the unit according to Fig. 3, connected for the treatment of feed hangover for a steam boiler; and FIG. 5 schematically shows the unit of FIG. 3 for treating recirculated water from a bottle warmer.

Fig. 1 toont het onderhavige stelsel. Zoals weergegeven is een 5 waterbehandelingsstelsel 10 verschaft, dat een behandelingskamer 12 bevat, en een krachtbron 1U. De kamer 12 is vertikaal langwerpig en heeft een onderste inlaat 16 en een bovenste uitlaat 18. Bij de bodem van de kamer bevindt zich een supersone overdrager 20. In de kamer is een geïsoleerde elektrode 22 opgesteld, die volledig is geïsoleerd 10 van zowel het metaal, dat de wand van de kamer 12 vormt, als met betrekking tot het water, dat vanuit de inlaat 16 naar de uitlaat 18 door de kamer stroomt.Fig. 1 shows the present system. As shown, a water treatment system 10 is provided, which includes a treatment chamber 12 and a power source 1U. The chamber 12 is vertically elongated and has a lower inlet 16 and an upper outlet 18. At the bottom of the chamber there is a supersonic transducer 20. An insulated electrode 22 is arranged in the chamber, which is completely insulated from both the metal which forms the wall of the chamber 12 as with respect to the water flowing through the chamber from the inlet 16 to the outlet 18.

De krachtbron 1U bevat een supersone stuurketen 2h, die de overdrager 20 stuurt op de resonantiefrequentie daarvan, hetgeen een ge-15 wenste supersone frequentie kan zijn tussen 25 kHz en 50 kHz. Een de voorkeur verdienende uitgangsfrequentie van de stuurketen 2h is 38 kHz, waarbij de overdrager 20 dan wordt gekozen met dezelfde re-. sonantiefrequentie van 38 kHz. Wanneer de supersone stuurketen 2k een uitgang heeft met een andere frequentie, is het natuurlijk nodig een 20 overdrager 20 te kiezen met een bijbehorende resonantiefrequentie, omdat de kraehtuitgang van de zonder meer beschikbare overdragers scherp daalt bij frequenties van meer dan ongeveer 5$ aan weerszijden van de resonantiefrequentie daarvan. De overdrager 20 is bij voorkeur van de magnetostruktiesoort, maar kan bestaan uit een willekeurige 25 supersone overdrager met groot vermogen. Het verdient de voorkeur, dat de supersone stuurketen 2b en de overdrager 20 van een soort zijn, die een betrekkelijk gelijkblijvende invoer van supersone energie handhaven in het water in de kamer 12, ondanks schommelingen van de waterdruk in de kamer.The power source 1U includes a supersonic control circuit 2h, which controls the transducer 20 at its resonant frequency, which may be a desired supersonic frequency between 25 kHz and 50 kHz. A preferred output frequency of the control circuit 2h is 38 kHz, the transducer 20 then being selected with the same re-. sonication frequency of 38 kHz. Of course, when the supersonic control circuit 2k has an output of a different frequency, it is necessary to select a transducer 20 with an associated resonant frequency, since the power output of the readily available transmitters drops sharply at frequencies of more than about $ 5 on either side of its resonant frequency. The transmitter 20 is preferably of the magnetostructure type, but may consist of any high power supersonic transmitter. It is preferable that the supersonic control circuit 2b and the transducer 20 be of a kind that maintain a relatively constant input of supersonic energy into the water in the chamber 12, despite fluctuations in the water pressure in the chamber.

30 De krachtbron 1^ bevat ook een krachtbron met een hoge spanning en een lage stroom voor de elektrode 22, welke krachtbron een hoge spanningstransformator 26 bevat met een aantal aftakkingen, van welke transformator de uitgang is verbonden met een hoge spanningsgelijkrich-ter 28. De positieve uitgang van de gelijkrichter is geaard, waarbij 35 de negatieve uitgang is verbonden met het inwendige van de elektrode 22, De elektrode 22 werkt samen met de metalen wand van de kamer 12 voor het vormen van een condensator, waarvan de negatief geladen plaat 7920020 6 de elektrode is, en de positief geladen plaat de metalen wand van de kamer 12. Omdat de elektrode 22 volkomen is geïsoleerd met 'betrekking tot de kamer 12 en het door de kamer stromende water, vindt er in feite geen elektrische stroming plaats vanaf de elektrode 22 naar de wand 5 van de kamer 12. Het tussen de elektrode 22 en de wand van de kamer 12 geproduceerde veld wordt geacht elektrostatisch te zijn.The power source 1 ^ also includes a high voltage and low current power source for the electrode 22, which power source contains a high voltage transformer 26 with a plurality of taps, the transformer of which output is connected to a high voltage rectifier 28. The positive output of the rectifier is grounded, where the negative output is connected to the interior of the electrode 22, The electrode 22 cooperates with the metal wall of the chamber 12 to form a capacitor, the negatively charged plate of which 7920020 6 the electrode is, and the positively charged plate is the metal wall of the chamber 12. Since the electrode 22 is completely insulated from the chamber 12 and the water flowing through the chamber, there is in fact no electric flow from the electrode 22 to the wall 5 of the chamber 12. The field produced between the electrode 22 and the wall of the chamber 12 is considered to be electrostatic.

De transformator 26 is voorzien van een aantal aftakkingen 30 teneinde verschillende spanningen van de transformator te kunnen verkrijgen en derhalve van de gelijkrichter door het veranderen van de 10 verbinding tussen een verbindingsklem 32 en een gewenste aftakking aan de secundaire wikkeling van de transformator. De aftakkingen maken hij voorkeur het kiezen mogelijk van verschillende spanningen tussen 4 kV en 12 kV met tussenruimten van 1 kV. Een dergelijke uitvoering maakt het veranderen mogelijk van de grootte van het veld tus-15 sen de elektrode 22 en de wand van de kamer 12. Een gebruikelijke uitgang van de gelijkrichter is 7 kV bij een stroom van 0,5 mA.The transformer 26 is provided with a number of taps 30 in order to obtain different voltages from the transformer and therefore from the rectifier by changing the connection between a connecting terminal 32 and a desired tap on the secondary winding of the transformer. The taps preferably allow the selection of different voltages between 4 kV and 12 kV at intervals of 1 kV. Such an embodiment allows for changing the magnitude of the field between the electrode 22 and the wall of the chamber 12. A conventional rectifier output is 7 kV at a current of 0.5 mA.

Bij de waterinlaat 16 van de kamer 12 bevindt zich een afbuig-orgaan 3^, dat het door de inlaat 16 in de kamer komende water volgens een in hoofdzaak schroeflijnvormige baan naar boven doet stromen door 20 de kamer en rondom de elektrode 22. Een terugslagklep 36 bij de water-inlaat 16 is aangebracht voor het te allen tijde vol met water houden van de kamer wanneer de eenheid in bedrijf is.At the water inlet 16 of the chamber 12 there is a deflector 3, which causes the water entering the chamber through the inlet 16 to flow upwards through the chamber and around the electrode 22 in a substantially helical path. 36 is provided at the water inlet 16 for keeping the chamber full of water at all times when the unit is in operation.

Kleppen 39» ^0 en 1+1 kunnen zijn aangebracht teneinde het om de behandelingseenheid heen stromen mogelijk te maken, indien het ge-25 wenst is de eenheid los te koppelen van het pijpennet. Door het sluiten van de kleppen 39 en 1+0 en het openen van de klep 1+1, gaat inlaatwater uit de leiding 1+2 direkt naar de uit laat stromingsleiding 1+1+.Valves 39, 0 and 1 + 1 may be provided to allow flow around the treatment unit, if it is desired to disconnect the unit from the pipeline. By closing the valves 39 and 1 + 0 and opening the valve 1 + 1, inlet water from the line 1 + 2 goes directly to the outlet flow line 1 + 1 +.

Fig. 2 toont de kamer 12 gedetailleerder. Zoals weergegeven in fig. 2, heeft de kamer 12 een cilindrische zijwand 50, bij voorkeur 30 bestaande uit roestvrij staal, en is de kamer langwerpig. Bij de bovenkant van de zijwand bevindt zich een verbindingsflens 52, waaraan een deksel 5I+ is vastgezet. Samenpassende boutgaten in de flens 52 en het deksel 5l+ maken het met bouten 56 losmaakbaar vastzetten mogelijk van het deksel aan de bovenkant van de zijwand.Fig. 2 shows the chamber 12 in more detail. As shown in Fig. 2, the chamber 12 has a cylindrical side wall 50, preferably 30 made of stainless steel, and the chamber is elongated. At the top of the side wall there is a connecting flange 52 to which a cover 5I + is secured. Matching bolt holes in the flange 52 and the cover 51 + allow detachable fixing of the cover to the top of the side wall with bolts 56.

35 Aan het midden van het deksel 5I+ is een in de eenheid zich uit strekkende elektrode 22 gemonteerd. De elektrode 22 heeft de vorm van een metalen pijp 60, vastgezet aan een cilindrisch isolatieblok 63 7920020 7 bij het bovenste einde daarvan, via welk blok de elektrode geïsoleerd mechanisch is verbonden met en wordt gedragen door het deksel 54. Er is een isolatieblok 64 aanwezig bij het onderste einde van de pijp 6o. Elk isolatieblok past nauwsluitend in het bijbehorende einde van de 5 pijp 6θ. De pijp 60 is bekleed met een elektrische isolatiehuls 70, waarvan het onderste einde over het einde van het isolatieblok 64 naar binnen is vervormd, en die is afgedicht door een plaat 72 en een pakking- en af dicht samenstel 74 voor het voorkomen van het in de elektrode dringen van waters Met bouten zijn metalen centreer staven 73 vastgezet 10 aan de plaat 72, welke staven zich loodrecht op elkaar uitstrekken over een lengte, die slechts iets kleiner is dan de inwendige diameter van de wand 50, en die het onderste einde van de elektrode in hoofdzaak gecentreerd houden in de kamer 12.An electrode 22 extending into the unit is mounted at the center of the cover 5I +. The electrode 22 is in the form of a metal pipe 60 secured to a cylindrical insulating block 63 7920020 7 at its upper end, through which the electrode is mechanically connected in isolation to and carried by the cover 54. An insulating block 64 is provided at the bottom end of the pipe 6o. Each insulation block fits snugly into the corresponding end of the 5 6θ pipe. The pipe 60 is lined with an electrical insulating sleeve 70, the lower end of which is deformed inwardly over the end of the insulating block 64, and which is sealed by a plate 72 and a gasket and seal assembly 74 to prevent the the electrode penetrating water Bolts are metal centering rods 73 fixed to the plate 72, which rods extend perpendicular to each other over a length which is only slightly smaller than the internal diameter of the wall 50, and the lower end of which keep the electrode substantially centered in the chamber 12.

Ook het bovenste einde van de huls 70 is over het isolatieblok 15 . 62 naar binnen vervormd, en daarop af gedicht met een pakking- en af dicht samenstel 75 tussen het deksel en het bovenste einde van de elektrode. Het isolatieblok 62 is vastgezet aan het deksel 5¾ door bouten, die zich uitstrekken door openingen in het deksel, en zijn geschroefd in blinde schroefopeningen in het isolatieblok 62. Het isolatieblok 20 62 heeft een naar boven uitstekend, in diameter kleiner eindgedeelte 76, dat zich uitstrekt door de afdichting 75 en de opening 78 in het deksel 54, Het afdichtsamenstel 75 tussen het isolatieblok 62 en het deksel voorkomt het bij deze verbinding uit de kamer 12 van de eenheid lekken van water. Door een opening 80 met een kleine diameter in het 25 isolatieblok 62 strekt zich een draad 82 uit, die elektrisch is verbonden met het inwendige oppervlak van de pijp 60. Het bovenste einde van de draad is verbonden met een elektrische verbindingsklem 84 aan het buiteneinde van het gedeelte j6 van het isolatieblok 62 voor het verschaffen van een verbinding van de elektrode met de negatieve aansluit-30 klem van de hoge-spanningskrachtbron. Bij het onderste einde van de kamer 12 bevindt zich een klokvormig bodemhuis 90. Het huis 90 is gelast aan de bodem van de zijwand, en heeft een inwendige diameter bij het onderste einde daarvan, die slechts zeer weinig groter is dan de diameter van de overdrager 20. De overdrager 20 is vastgezet aan en af-35 gedicht op een bodemplaat 94, die aan de bodem van het klokvormige huis 90 is vastgezet met bouten 96, die zich uitstrekken door de bodemplaat 94 tot in schroefopeningen in de bodem van het klokvormige huis 90.The top end of the sleeve 70 is also over the insulation block 15. 62 inwardly deformed and sealed thereon with a gasket and seal assembly 75 between the cover and the upper end of the electrode. The insulating block 62 is secured to the lid 5¾ by bolts extending through openings in the lid and screwed into blind screw holes in the insulating block 62. The insulating block 20 62 has an upwardly projecting, in diameter, smaller end portion 76, which extends extending through the seal 75 and the opening 78 in the lid 54, The sealing assembly 75 between the insulating block 62 and the lid prevents water from leaking from the chamber 12 of the unit at this connection. A wire 82, which is electrically connected to the inner surface of the pipe 60, extends through an opening 80 of small diameter in the insulation block 62. The upper end of the wire is connected to an electrical connector 84 at the outer end of the the portion j6 of the insulation block 62 for providing a connection of the electrode to the negative terminal of the high voltage power source. At the lower end of the chamber 12 is a bell-shaped bottom housing 90. The housing 90 is welded to the bottom of the side wall, and has an internal diameter at the lower end thereof which is only very slightly greater than the diameter of the transducer 20. The transducer 20 is secured to and sealed off on a bottom plate 94 secured to the bottom of the bell-shaped housing 90 with bolts 96 extending through the bottom plate 94 into screw holes in the bottom of the bell-shaped housing. 90.

7920020 87920020 8

De inlaat 16 heeft de vorm van een pijpnippel 98, geschroefd in een huls 97» die kan zijn geschroefd in of gelast aan een zijwand 50 op een plaats vlak "boven het huis 90. Over het de inlaat vormende bin-neneinde van de pijpnippel 98 strekt zich een afbuigplaat 102 uit, 5 die is vastgezet aan een dunne moer 100 (fig. 3), die is geschroefd op een uitwendig van schroefdraad voorziene gedeelte van de huls 97 s welk gedeelte zich over een korte afstand naar "binnen vanaf de zijwand 50 uit strekt. Deze afbuigplaat geeft aan het in de kamer 12 komende water een snelheidscomponent, die in hoofdzaak volgens een raaklijn loopt 10 aan de zijwand 50. De opwaartse stroming van het water door de kamer is in het algemeen schroeflijnvormig, zodat het water rondom de elektrode 22 kolkt, voordat het de kamer verlaat door de uitlaat 18, die de vorm heeft van een pijpnippel 10U, geschroefd in de zijwand 50.The inlet 16 is in the form of a pipe nipple 98, screwed into a sleeve 97 which may be screwed into or welded to a side wall 50 at a location just above the housing 90. Over the inlet forming end of the pipe nipple 98 extends a deflector plate 102 secured to a thin nut 100 (FIG. 3) screwed onto an externally threaded portion of the sleeve 97s which portion extends a short distance inward from the side wall 50 stretches. This deflector plate imparts a velocity component to the water entering chamber 12 which is substantially tangent to side wall 50. The upward flow of water through the chamber is generally helical so that the water around electrode 22 swirls. before leaving the chamber through the outlet 18, which has the shape of a pipe nipple 10U, screwed into the side wall 50.

De in fig. 2 weergegeven eenheid, kan water behandelen bij stro-15 mingssnelheden tot 1900 l/min, afhankelijk van de toestand van het water. De eenheid is ongeveer 1,2 m hoog, waarbij de zijwand 50 een inwendige diameter heeft van ongeveer 12,7 cm, en de elektrode 22 een diameter heeft van ongeveer 6,3 cm en zich volgens de hartlijn van de zijwand 50 uitstrekt over in hoofdzaak de afstand tussen de inlaat 20 16 en de uit laat 18. De inwendige diameter 92 bij de bodem van het blok vormige huis is ongeveer 7S6 cm, waarbij de overdrager 20 in hoofdzaak dezelfde diameter heeft.The unit shown in Figure 2 can treat water at flow rates up to 1900 l / min, depending on the condition of the water. The unit is about 1.2 m high, with the side wall 50 having an internal diameter of about 12.7 cm, and the electrode 22 having a diameter of about 6.3 cm and extending along the axis of the side wall 50 over in substantially the distance between the inlet 20 16 and the outlet 18. The internal diameter 92 at the bottom of the block-shaped housing is about 7 6 cm, with the transducer 20 having substantially the same diameter.

Fig. k toont de installatie van de onderhavige behandelingseenheid voor het behandelen van voedingswater voor een stoomketel onder 25 een betrekkelijk lage druk. De eenheid 12 was op de in zijn algemeenheid in fig. 1 weergegeven wijze verbonden tussen een stoomketel 112 en de voedingswaterpomp 109 daarvan. De kleppen 36 en 39 - ^1 waren aangebracht. Voedingswater vanuit de pomp 109 stroomde door de pijp 110 en de eenheid 12 (de klep Ui was gesloten en de kleppen 39 - ^0 30 geopend) en vervolgens naar de stoomketel 112. Een spanning van 7000 V was geplaatst op de elektrode 22 van de eenheid 12, waarbij de super-sone oyerdrager werd gestuurd op. 38 kHz. De stroming van het water door de eenheid 12 naar de stoomketel was in de orde van 190 l/min. Gedurende een aantal weken werd een aanzienlijke hoeveelheid ketelsteen waar-35 genomen in het afblaaswater uit de stoomketel bij de afblaasuitlaat 1.1 U. Het vermogen van de stoomketel nam geleidelijk toe, waarbij de hoeveelheid uit de stoomketel beschikbare bewerkingsstroom met ongeveer 7920020 9 6ol toenam oyer een tijdsduur yan twee maanden. Een daarop volgend onderzoek yan de stoomketel gaf geen aanzienlijke ketelsteenvorming aan in de stoomketel. De eenheid 12 bleef het voedingskater naar de stoomketel behandelen en de vorming voorkomen van nieuwe ketelsteen.Fig. k shows the installation of the present treatment unit for treating feed water for a steam boiler under a relatively low pressure. The unit 12 was connected between a steam boiler 112 and its feed water pump 109 in the manner generally shown in Figure 1. Valves 36 and 39-1 were fitted. Feed water from the pump 109 flowed through the pipe 110 and the unit 12 (the valve U1 was closed and the valves 39 - 0 30 opened) and then to the steam boiler 112. A voltage of 7000 V was placed on the electrode 22 of the unit 12, where the super-sonic oyster carrier was sent on. 38 kHz. The flow of water through the unit 12 to the steam boiler was of the order of 190 l / min. For a number of weeks, a significant amount of scale was observed in the blow-off water from the steam boiler at the blow-off outlet 1.1 U. The power of the steam boiler gradually increased, with the amount of processing stream available from the steam boiler increasing by approximately 7920020 96 µm oyer. duration of two months. A subsequent investigation of the steam boiler did not indicate significant boiler stone formation in the steam boiler. Unit 12 continued to treat the feed hangover to the steam boiler and prevent the formation of new scale.

5 De eenheid 12 was op de in fig. 5 weergegeven wijze verbonden met een waterverwarmer 120. Het verwarmde-water uit de verwarmer 120 werd gecirculeerd door een in de handel verkrijgbare flessenwarmer 122 via de eenheid'12 en vervolgens terug naar de verwarmer 120 door een pomp 12¾. Voorafgaande aan het installeren van de eenheid 12, was 10 de op maximum vermogen werkende verwarmer 120 in staat het water in de flessenwarmer 122 op een temperatuur te houden van 1*9° C. Gedurende de eerste dagen nadat de eenheid 12 was geïnstalleerd, en het water op de hiervoor beschreven wijze was behandeld, werd het uit de verwarmer 120 stromende water waargenomen als zwart en met ketelsteen. Ge-15 durende de eerste bedrijfsweken werd de flessenwarmer 122 aan het einde van elke dag ontdaan van water door het openen van de afvoerklep 126 voor het verwijderen van opgehoopt ketelsteen. Twee weken later werd waargenomen, dat de kleur van het uitstromende afvoerwater was veranderd van zwart naar geel, waarbij nog een week later de uitstroming 20 helder was. Algen en slijm, die gewoonlijk worden gevormd in de flesssen-warmer, waren volledig weg, waarbij de temperatuur van het water in de verwarmer was toegenomen van ^9° C tot βθ° C. Hoewel veranderingen van het water in het stelsel nog met bepaalde tussenpozen nodig zijn, is het stil léggen of het onderhoud van het stelsel sinds het installeren 25 van de eenheid 12, niet nodig geweest. De totale coliformtelling na vier weken in bedrijf vanaf het moment van de eerste installatie van de eenheid 12, was nul.The unit 12 was connected to a water heater 120 in the manner shown in Fig. 5. The heated water from the heater 120 was circulated through a commercially available bottle warmer 122 through the unit 12 and then back to the heater 120 by a pump 12¾. Prior to installing the unit 12, the maximum power heater 120 was able to maintain the water in the bottle warmer 122 at 1 * 9 ° C for the first days after the unit 12 was installed, and the water had been treated as described above, the water flowing from heater 120 was observed to be black and with scale. During the first few weeks of operation, bottle warmer 122 was drained of water at the end of each day by opening drain valve 126 to remove accumulated scale. Two weeks later, it was observed that the color of the effluent effluent had changed from black to yellow, with the effluent being clear a week later. Algae and mucus, which are usually formed in the bottle warmer, were completely gone, with the temperature of the water in the heater increasing from ^ 9 ° C to βθ ° C. Although changes in the water in the system were still some intervals are required, shutdown or maintenance of the system since the installation of unit 12 has not been necessary. The total coliform count after four weeks of operation from the time of the initial installation of the unit 12 was zero.

De in fig. U weergegeven installatie is een gebruikelijke installatie, waarbij water, dat wordt toegevoerd aan een inrichting, zoals 30 een stoomketel, niet wordt gehercirculeerd. Soortgelijke installaties kunnen met uitstekende gevolgen worden gebruikt voor het schoonmaken van leidingstelsels in bijvoorbeeld oudere hotels. Gebleken is, dat het stelsel zeer doeltreffend werkzaam is wanneer de eenheid 12 zo dicht mogelijk bij bijvoorbeeld de stoomketel 112 wordt geïnstalleerd.The installation shown in Fig. U is a conventional installation in which water supplied to a device such as a steam boiler is not recirculated. Similar installations can be used with excellent effect for cleaning pipe systems in, for example, older hotels. It has been found that the system operates very efficiently when the unit 12 is installed as close as possible to, for example, the steam boiler 112.

^ Afstanden, die leidingen behoeven in de orde van 3 m naar de stoomketel zijn zeer bevredigend, waarbij het echter de voorkeur verdient, dat de afstand vanaf de behandelingseenheid naar het stelsel, dat het water 7920020 10 gebruikt, de 22,5 m niet overschrijdt.^ Distances requiring pipes of the order of 3 m to the steam boiler are very satisfactory, however it is preferred that the distance from the treatment unit to the system using the water 7920020 not exceed 22.5 m .

Gebleken is, dat de eenheid 12 met ketelsteen verstopte pijpen schoon maakt door het eenvoudig installeren van de eenheid hij de ναι er inlaat naar het gebouw. Op deze wijze werden de pijpen van een hotel 5 schoon gemaakt, waarbij de als gevolg daarvan opgeloste ketelsteen binnen enkele maanden na de installatie eenvoudig door de leidingen stroomde.It has been found that the unit 12 cleans pipes clogged with scale by simply installing the unit and introducing the inlet into the building. In this way, the pipes of a hotel 5 were cleaned, with the resulting dissolved scale easily flowing through the pipes within a few months of installation.

Wanneer de eenheid 12, zoals weergegeven in fig. 5S wordt gebruikt voor het behandelen van gehercirculeerd water, verdient het weer de 10 voorkeur, dat de eenheid is geïnstalleerd op een plaats, die betrekkelijk dicht bij het stelsel ligt, welk stelsel het behandelde water gebruikt.When the unit 12, as shown in Fig. 5S, is used to treat recirculated water, it is again preferred that the unit is installed in a location relatively close to the system using the treated water .

Wanneer gedurende het bedrijf van de eenheid, het water wordt gehercirculeerd, verdient het de voorkeur, dat het water op een pH wordt gehouden tussen 6,5 en 8,7. Dit pH bereik kan gewoonlijk worden 15 gehandhaafd door het uit het stelsel afvoeren van water en toevoegen van aanmaakwater. Chemicaliën kunnen echter worden toegevoegd aan het water voor het handhaven van dit pH bereik.When the water is recirculated during the operation of the unit, it is preferred that the water is kept at a pH between 6.5 and 8.7. This pH range can usually be maintained by draining water from the system and adding mixing water. However, chemicals can be added to the water to maintain this pH range.

Hoewel een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is weergegeven en beschreven, evenals een aantal werkwijzen voor het overeen-20 komstig de uitvinding behandelen van water, is het duidelijk, dat veranderingen kunnen worden aangebracht zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.While a preferred embodiment of the invention has been shown and described, as well as a number of methods of treating water according to the invention, it is clear that changes can be made without departing from the scope of the invention.

79200207920020

Claims

An apparatus for treating water, characterized by a chamber, provided with an inlet and with an outlet, by means for directing supersonic energy in the water flowing through the chamber between the inlet and the outlet thereof, through a electrode 5 in the chamber, which electrode extends according to at least a part of the movement path of the water flowing between the inlet and the outlet, by means for electrically insulating the electrode with respect to the water flowing through the chamber, and by means for applying a relatively high voltage to the electrode.

Device according to claim 1, characterized in that the electrode comprises a metal pipe, as well as an insulating sleeve, which extends around the pipe in a sealing manner.

3. Device as claimed in claim 1, characterized in that the means 15 for applying a high voltage to the electrode comprise a power source for placing a voltage of on the electrode. more than 3000 V. b. Device according to claim 1, characterized in that the means for directing supersonic energy in the water in the chamber comprises a means for directing supersonic energy with a frequency in the range between 25 kHz and 50 kHz.

5. Device as claimed in claim U, characterized in that the means for directing supersonic energy in the water comprise a means for directing supersonic energy in the water with a frequency of 38 kHz.

6. Device according to claim 1, characterized in that the electrode comprises a cylindrical electrode, the chamber enclosing a cylindrical chamber, and the device comprising means for generally flowing in a helical manner around the electrode around the electrode. flowing water.

The device of claim 6 characterized by means for suspending the electrode from an upper portion of the chamber, and by means at the lower end of the electrode for keeping it centered in the chamber.

A method of treating a liquid, characterized by 7920020 flowing the liquid along an insulated electrode under a high voltage and simultaneously directing sonic energy into the liquid.

9. Method for removing boiler scale deposited from water 5, characterized by flowing the water along an insulated electrode under a high voltage and simultaneously directing supersonè energy in the water, and then passing it through the equipment make the water flow.

10. Method for temporarily increasing the possibility of a water-containing liquid for dissolving salts, characterized by flowing the liquid along an high-voltage electrode, which electrode is insulated from the liquid, and feeding it into the liquid directing supersonic energy. 7920020