Ansaugschlauch-Varianten für die Badewasser-Druck-Mixpumpen
Im Laufe der Entwicklung habe ich festgestellt, dass auch die Dimensionierung des Ansaugschlauches einen Einfluss auf den erreichbaren Wasserstoffgehalt im Badewasser hat.
Wenn Badewasser aus der Badewanne angesaugt werden soll, in dem noch kein H2-Gas gelöst ist, oder wenn direkt Druckwasser aus dem Wasserhahn zugeführt werden soll, ist der Durchmesser des Saugschlauches unkritisch. Wird jedoch Badewasser mehrfach umgepumpt, so bewirkt ein Unterdruck in der Saugleitung, dass bereits gelöstes H2-Gas als Gasbläschen aus dem Wasser gerissen wird und erneut eingemixt werden muss. Das sollte besonders dann vermieden werden, wenn der verwendete Inhalator relativ wenig H2-Gas liefert. Daher empfehle ich am besten gleich einen Saugschlauch mit 25 mm Durchmesser (1 Zoll, ca. 25 mm) zu verwenden, auch wenn der zunächst sehr dick erscheint.
Hier meine beste Allround-Lösung
Die hier vorgestellte Variante hat sich bestens bewährt und kann sowohl mit Ansaugfilter in der Badewanne, als auch angeschlossen am Wasserhahn betrieben werden. Zum Füllen der Wanne schieße ich ihn an den Duschanschluss der Wannenbatterie an und lass das Wasser bereits durch die Pumpe laufen und H2-Gas beim Füllen einmixen. Dabei saugt die Pumpe sogar noch Wasser aus meinen etwas verkalkten Hauswasserleitungen, wodurch das Füllen der Badewanne deutlich schneller geht und das Badewasser bereits direkt nach dem Füllen einen H2-Gehalt von 1,6 bis 2,3 ppm hat. Ist die Wanne dann ausreichend gefüllt, wird der Schlauchteil zum Wasserhahn abgekoppelt und das Badewasser kann ohne großen Umbau umgepumpt, und so der H2-Gehalt je nach Konstellation auf 3 bis 4 ppm gesteigert werden.
Dazu besteht der Ansaugschlauch aus folgenden Elementen:
- ca. 1,5 m Saugschlauch 25 mm verstärkt gegen Unterdruck (grün in den Bildern)
- Überdruckfeste HTC-Kupplung zur Verbindung mit der Pumpe (mit zusätzlicher Klemmschraube an der Kupplung)
- Flanschverbindung zum Ansaugfilter erleichtert das Abschrauben des Druckschlauchs zum Wasserhahn
- Feinfilter am Ende der Saugleitung, damit die feinen Wirbeldüsen im Reaktor nicht verstopfen (in der Plexiglasglocke)
- Grobfilter zum Schutz der Pumpe, falls kein Feinfilter erforderlich ist (am blauen Deckel montiert)
- ca. 1 m Druckschlauch zum Wasserhahn (hier steifer gelber Schlauch mit ∅ 19 mm, weil auch Wasser gesaugt wird)
- Schnellkupplung an den Wasserhahn (hier auch saugdicht gewählt, daher keine Gardena-Kupplung)
Zum Trennen der Leitung zum Wasserhahn kann die Flanschverbindung leicht gelockert werden, dann lässt sich der Wasseranschluss abschrauben ohne die Schläuche drehen zu müssen. Die Metallverschraubung am Feinfilter ist so schwer, dass die Ansaugstelle auch ohne Saugnapf am Boden der Badewanne bleibt.
Und so sieht das ganze dann aus:
Bild 1: fertiger Schlauch mit aufgeschraubtem Grobfilter zum Ansaugen in der Wanne
Bild 2: Grobfilter abgeschraubt zum Anschrauben des gelben Druckschlauchs zum Wasserhahn
Bilder 3 und 4: Unterdruckdichte Schnellverbindung am Duschanschluss des Wasserhahns. Umschalter auf "Duschen" mit Kabelbinder fixiert.
Herstellungsdetails:
Bilder 5 und 6: Die drei Streben am Gewinde des transparenten Filterbechers stellen eine hinderliche Querschnittsverengung dar und sollten besser entfernt werden.
Bilder 7 und 8: Ein Schraubflansch mit Dichtung am Saugschlauch erleichtert später das Abschrauben des Druckschlauchs unter Wasser
Bild 9: Fertige Verbindungen
Einfachere Variante nur zum Umpumpen des Badewassers
Soll das Wasser immer nur umgepumpt werden und die Pumpe nicht auch mit Druckwasser aus der Wasserleitung betrieben werden, können die Anschlüsse viel einfacher ausgeführt werden.
Bilder 10 und 11: Der Feinfilter mit aufgeschraubtem Grobfilter kann mit dem Gewinde direkt in den Saugschlauch gesteckt und angeklemmt werden. Undichtigkeiten spielen hier keine Rolle, da die Verbindung unter Wasser liegt.
Wenn kein Reaktor mit den Sprühdüsen verwendet wird, dann kann auch ganz auf den Feinfilter verzichtet werden:
Bilder 12 und 13: Grobfilter direkt an einen Panzerschlauch geschraubt. Damit die Wanne nicht verkratzt, ist am Ende ein Stück Fahrradschlauch, und an der Gewindeverbindung eine Siphondichtung aufgesteckt. (Für die Pumpen PKm65 und PKSm65 genügt der geringere Durchmesser von 19 statt 25 mm)
Vorfilter direkt am Pumpeneingang
Diese Variante hat eine größere Filterfläche und bewirkt so einen geringeren Unterdruck beim Ansaugen. Durch den Unterdruck im bereits angereicherten H2-Wasser kann wieder H2-Gas als Bläschen aus dem Wasser getrieben werden. Je größer der Unterdruck, umso mehr H2-Gas fällt aus. Es ist vorteilhaft, wenn dies möglichst nah an der Pumpe geschieht, weil die H2-Bläschen dann sofort wieder "eingemixt" werden und nicht über einen längeren Fließweg weiteres H2-Gas aus dem Wasser ziehen können.
Der hier verwendete Vorfilter von der Firma Einhell ist leider nicht Überdruckfest und lässt Wasser austreten, wenn der Einlass-Schlauch an der Druckwasser-Leitung angeschlossen wird.
Für den Manometer-Anschluss habe ich ein Gewinde in den schwarzen Kunststoff-Körper geschnitten und das Manometer mit einer Kontermutter innen eingebaut.
Am Manometer kann der Unterdruck abgelesen werden, der erforderlich ist, wenn die Druck-Mixpumpe an eine Druckwasser-Leitung angeschlossen werden soll. Dann sollte am Wasserhahn der Druckzuleitung die durchfließende Wassermenge so eingestellt werden, dass am Manometer ein Druck zwischen - 0,5 und + 1 bar angezeigt wird. Kann der Verwendete Inhalator das H2-Gas nicht mit Überdruck abgeben, muss der Wasserdruck während des Betriebs der Pumpe auf - 0,5 bis 0 bar eingeregelt werden. Ist der verwendete Inhalator auch nicht Unterdruckfest, dann sollte der Druck auf 0 bar eingeregelt werden damit keine störende Fremdluft angesaugt und mit in das Badewasser eingemixt wird.
Ein steigender Unterdruck beim Umpumpen weist darauf hin, dass sich der Vorfilter zusetzt. Der Unterdruck sollte möglichst im Bereich von 0 bis -0,3 bar bleiben.
Der Turbulenz-Gasmischer
Mit dieser Druck-Vorstufe ist mir ein großer Schritt zu einer höheren Effektivität der H2-Anreicherung von Badewasser gelungen. Vorausgegangen sind der Entwicklung die Beobachtung, dass die kleinen Wirbeldüsen in dem zunächst verwendeten Duschkopf "Magic7" die im Zustrom mit fließenden kleinen H2-Gas-Bläschen unter Wasser sehr schön fein zerstäuben, bis dahin, dass das austretende Wasser komplett milchig wird. Das kann alleine durch das Einmixen von H2-Gas in der starken Impeller-Pumpe nicht erreicht werden.
Für sich genommen sind dieses milchige Wasser kein gutes Zeichen, weil dieser oft fälschlich als "Nanobläschen" bezeichneter Nebel bedeutet, dass bereits gelösten H2-Gas gerade wieder aus dem Wasser ausgetrieben wird! Durch Zufall stellte ich jedoch fest, dass der H2-Gehalt im Wasser geradezu sprunghaft steigt, wenn dieses milchige Wasser erneut in der Druck-Mix-Pumpe komprimiert wird und dieses Mal nicht mehr unter Wasser zerstäubt wird. So habe ich mir zunächst eine Remix-Ansaugung einfallen lassen:
Die Idee der Remix-Ansaugung
Hierzu habe ich direkt an der Ansaugstelle mit einer Magic7-Wirbeldusche unter Wasser milchiges Wasser erzeugt, welches dann gemischt mit klarem Wasser von der Pumpe angesaugt wurde. En Teil des von der Druck-Mix-Pumpe erzeugten Druckwassers wird also vor die Ansaugung der Pumpe gespitzt und fließt so ein zweites Mal durch die Pumpe. Damit auch wirklich alles Nebel-Wasser aus dem Duschkopf wieder angesaugt wird.
Bilder 1 bis 3: An einer Magic7-Dusche den Handgriff durch einen Schlauchanschluss ersetzt (Schlauchtülle mit 2K-Klebstoff vergossen)
Bilder 4 und 5: Modifizierter Duschkopf um den Ansaugfilter montiert, dass die Sprührichtung zum Ansaugkorb zeigt (fertige Remix-Ansaugung)
Diese Art der Ansaugung bewirkte schon eine merkliche Steigerung des H2-Gehalts im Wasser, besonders nachdem ich sie unter Wasser in einen Blumenübertopf platziert hatte (mit dem Saugkorb voraus nach unten zeigend), denn so wurde auch wirklich alles "Nebel-Wasser" wieder angesaugt. (Hier ist ein Video davon, wie das dann im Betrieb aussieht)
Der Turbulenz-Gasmischer
Der folgerichtig nächste Entwicklungsschritt war dann natürlich, diesen positiven Effekt des Zerstäubens größerer Bläschen nicht nur teilweise auf der Saugseite zu nutzen, sondern vollständig auf der Druckseite der Druck-Mix-Pumpe, also mit dem gesamten H2-Gas und noch dazu unter dem maximalen Wasserdruck, direkt nach der Pumpe. Weil der Duschkopf aber nicht in den bereits vorhandenen Druckbehälter passte, habe ich die kleinen Wirbeldüsen aus zwei Magic7 Duschen ausgebaut und in PVC-Rohr-Endkappen eingebaut. Ein Stab aus 6 PVC-Kreuz-Fitting passt gerade in den verwendeten Druckbehälter und mit den modifizierten Endkappen wird das Gebilde zu einem stabförmige "Duschkopf" mit bis zu 15 Wirbeldüsen, durch die dann das Druckwasser mit den H2-Bläschen aus der Druckpumpe in das Druckwasser im Turbulenz-Gasmischer eingespritzt werden kann.
Wie sich in Versuchen herausstellte, sind 11 Düsen die ideale Anzahl für die Pumpe PKm 70 und 7 für die Pumpe PKm 65, um den Druck in der Pumpe (dem Mixer) möglichst hoch zu treiben. Je höher dieser Druck, umso höher ist der erreichbare H2-Gehalt im Wasser. Ist dieser Druck aber zu hoch, fördert die Pumpe zu wenig oder kein Wasser mehr. Gleiches gilt, wenn zu viel H2-Gas in die Pumpe eingeleitet wird.
Wird Wasser angesaugt, dass noch kein H2-Gas enthält, dann sind 600 ml/min ideal für die Pumpe PKm 70 und 11 Düsen im Turbulenz-Gasmischer. An der Druck-Mix-Pumpe liegt dann ein Druck von 5,6 bar an (bzw. 6,0 bar ohne H2-Gas im Wasser) wenn als Ausströmer ein 20 m langer Schlauch mit Durchmesser 10 mm gewählt wird. Am Anfang des Schlauchs liegen dann noch 4,2 bar an und kaltes Wasser wird so bei einem Durchfluss von 14,3 Liter je Minute mit 2,4 ppm aufgeladen!
Nach einer Weile wird jedoch Wasser angesaugt, das bereit H2-Gas enthält und es sammelt sich daher der Überschuss an H2-Gas oben im Reaktor an, der von dem Automatik-Entlüfter abgeblasen wird, und es kann die Zuführung von H2-Gas von 600 ml/min auf 300 ml/min ohne nachteilige Wirkung reduziert werden.
Als Maximalwert wird in kaltem Wasser in der Badewanne 3,1 ppm erreicht, egal ob 600 ml/min oder 300 ml/min H2-Gas eingespeist werden. Mit den 600 ml/min zu Beginn oder dauerhaft wird der Maximalwert dann nur schneller erreicht.
Bauweise
Die Anzahl der verbauten Wirbeldüsen bestimmt im Wesentlichen den Druck beim Einmixen von H2-Gas in der Druck-Mix-Pumpe. Der Automatik-Entlüfter sorgt dafür, dass möglichst wenig verbliebene H2-Bläschen sich zu großen Blasen ansammeln können. Enthält das angesaugte Wasser bereits H2-Gas, so steigt entsprechend der Überschuss, der sich nicht mehr löst und über den Automatik-Entlüfter abgeblasen wird. (Nicht jeder Entlüfter für Heizungswasser ist auch für den höheren Druck im Turbulenz-Gasmischer von 4 bis 6 bar geeignet.)
Der erste Versuch mit der stärkeren Pumpe PKm 70, einem 13-Düsen-Turbulenz-Gasmischer und einem 50 m langen Schlauch mit ∅ 10 mm war bereits sehr erfolgreich!
Bild 6: Vorversuche mit einem 13-Düsen-Turbulenz-Gasmischer und 50 m Schlauch
Ergebnis der Vorversuche:
Der Druck im Turbulenz-Gasmischer sollte ca. 1,5 bar niedriger sein als der Pumpendruck, damit eine feine Zerstäubung des H2-Gases im Turbulenz-Gasmischer erfolgt. Dieser gegenüber der Druck-Mix-Pumpe niedrigere Druck bestimmt dann, wie viel H2-Gas sich maximal im Wasser lösen kann.
Um das Verfahren mit dem Wirbeldüsen-Turbulenz-Gasmischer noch zu optimieren, habe ich zunächst ermittelt, welchen Druckwiderstand und Wasserdurchlass eine einzelne Wirbeldüse bei unterschiedlichen Drücken hat.
Bilder 7 und 8: Eine Wirbeldüse aus Titan in eine 1/2"-PVC-Einschraubkappe montiert und über 2 Adapter mit einem "Gardena"-Anschluss versehen als Ausstömer
Bild 9: Eine einzelne ausgebaute Wirbeldüse aus Keramik (links) und das gemessene Druck-Durchfluss-Diagram (rechts)
Dann habe ich in weiteren Diagrammen die aus Einzeldüsen addierte Kurve für mehrere Wirbeldüsen jeweils der Pumpenkennlinie gegenübergestellt und für 11 Düsen ergab sich die wirkungsvollste Kombination für den avisierten Durchfluss von ca. 15 l/min.
Bild 10: Durchfluss-Diagramm für 11 Wirbeldüsen mit der Kennlinie der verwendeten Umwälzpumpe PKm 70
Zur Vervollständigung des Systems wird also jetzt noch ein Ausströmer gesucht, durch den bei 4 bar Druck ca. 15 l/min an Wasser fließen, ohne dass H2-Gas wieder als milchige Bläschen im Badewasser ausfällt (dazu habe ich z.B. einen simplen Schlauch als passenden Ausströmer dimensioniert).
Bilder 11 und 12: Einleitung in den Druckbehälter mit 11 installierten Wirbeldüsen aus 1/2" eingekürzten Kunststoff-Fittings zusammengeschraubt
Bilder 13 und 14: Geschlossener Turbulenz-Gasmischer, mit einem Automatik-Entlüfter zur Ableitung von überschüssigem H2-Gas oben, und einem Manometer unten
Bild 15: Fertiger Turbulenz-Gasmischer, eingebaut in die große Bademaschine mit der Pumpe PKm70
Der fertige Turbulenz-Gasmischer wird dann direkt nach der Pumpe und vor dem Ausströmer (dem Schlauch oder dem Zapfhahn) in die Druckleitung eingebaut und von unten nach oben durchströmt.
In dieser Kombination mit der Pumpe PKm70, dem 11-Wirbeldüsen-Reaktor und einem 20 m langen Schlauch ∅ 10 mm als Ausströmer wird das Badewasser mit einem Wasserstoffgehalt von bis zu 3,1 ppm aufgeladen!
Alternative für die kleinere Pumpe PKSm65
Diese Bauweise lässt sich mit einer kleineren Druck-Mix-Pumpe auch herab skalieren. Bei gleichen erreichbaren H2-Gehalt im Wasser, dauert dann die Anreicherung nur etwas länger. Bei geringerem Durchfluss reichen auch weniger Wirbeldüsen im Turbulenz-Gasmischer aus und der Bau kann einfacher mit unveränderten 1/2"-Fittings aus Edelstahl erfolgen.
Bild 16: Als Beispiel für eine alternative Bauform hier die Bauteile für einen 6-Düsen-Turbulenz-Gasmischer aus Edelstahl, lose zusammengeschraubt vor dem Einbau
Ein Schlauch zur sanften Dekompression über einen langen Fließweg
Um übersättigtes H2-Wasser mit mehr als 1,5 ppm H2-Gas im Wasser zu erhalten, müssen das H2-Gas und das Wasser gemeinsam einem Überdruck ausgesetzt werden. Je höher dieser Druck ist, um so mehr H2-Gas kann sich Wasser lösen. Hat sich das Gas dann "übersättigt" im Wasser gelöst, bewirkt ein schneller Druckabfall, dass ein großer Teil des gelösten Gases dem Wasser sofort wieder in Form feinster Gasbläschen entweicht. Das ist vergleichbar mit Sekt, der sich mit CO2-Gas übersättigt in der Glas-Druckflasche befindet. Lässt man den Korken knallen, dann schäumt der Sekt aus der Flasche, löst man den Korken langsam und gleichmäßig aus der Flasche, so sinkt der Innendruck im Sekt auch langsamer auf den Außendruck ab, und mehr Gas bleibt im Sekt gelöst. Gleiches gilt auch für die Kohlensäure (CO2-Gas) im Bierfass, weshalb hier ein spezieller Zapfhahn für eine sanftere Dekompression verwendet wird, damit das Bier beim Zapfen weniger schäumt und nicht direkt abgestanden schmeckt.
Die wirkungsvollste und günstigste Möglichkeit zu verhindern, dass unter Überdruck gelöstes H2-Gas dem Wasser wieder entweicht ist, es durch einen langen dünnen Schlauch fließen zu lassen. Die hydraulische "Reibung" der Wasser-Strömung an der Schlauchwand bewirkt einen sehr sanften, linearen Druckabfall und ist anderen Dekompressions-Methoden wie den Zapfhähnen oder einer trichterförmigen Aufweitung des Fließweges immer überlegen, weil das Schlauchvolumen zugleich als Druckspeicher dient, in dem das H2-Gas über die Fließdauer Zeit bekommt, sich vollständiger im Wasser zu lösen.
Der einzige Nachteil der Schlauchlösung ist seine Größe, den 20 oder 50 m Schlauch sind einfach voluminös.
Bild 1: 50 m langer Druckschlauch ∅ 10 mm so aufgerollt wie geliefert in das Badewasser als Ausströmer gelegt lässt das Badewasser im Schlauch nicht abkühlen (für 49 EUR im Internet bestellt)
Bild 2: 20 m langer Gartenschlauch ∅ 12 mm mit automatischen Schlauchaufroller (für 35 EUR im Sonderangebot bei ALDI)
So ein Schlauch lässt sich auch genau für die verwendete Umwälzpumpe für das Badewasser dimensionieren, also die erforderliche Schlauchlänge lässt sich einfach über Programme berechnen, die online zur Verfügung stehen. (Diese Seite kann ich dazu besonders empfehlen.)
Für den 50-m-Schlauch aus Bild 1 habe ich das Berechnungsformular mal überprüft, indem ich den Druck an der zwei Pumpen gemessen habe (einmal 5,9 bar und dann 4,2 bar) und gestoppt habe, wie lange es jeweils braucht, mit dem Schlauch einen 10-Liter-Eimer mit Badewasser zu füllen (umgerechnet in Liter je Minute ist einmal 14,6 Liter und dann 11,8 Liter in den Eimer geflossen). Die Rauigkeit k für einen Kunststoffschlauch findet man im Internet als 0,01 angegeben.
Hier ist das was die oben empfohlene Internetseite dann "ausspuckt":
Als Ergebnis in der ersten Zeile liefert die Berechnung dann, dass der Schlauch demnach 9,95 oder 9,84 mm Innendurchmesser gehabt haben muss.
Das passt erstaunlich gut!
Will man den passenden Schlauch als Ausströmer berechnen, gibt man entsprechend die Pumpendaten ein, also z.B. wie viel Wasser die gewählte Pumpe je Minute 45 m hoch pumpen kann (das entspricht 4,5 bar Druck an der Pumpe, oder einen anderen Punkt der Pumpenkennlinie wählen).
Jetzt mit der Eingabe der Schlauchlänge so lange experimentieren, bis der berechnete Schlauchinnendurchmesser (und die Länge) sinnvoll erscheinen.
Eine Abschätzung reicht hier auch immer, denn eine kleine Abweichung ändert nur leicht die reale Kombination von Druck und Durchfluss, die sich dann in der Praxis ergibt.
Noch mal zur Erinnerung:
Mehr Druck in bar an der Pumpe steigert die Konzentration von H2-Gas im Wasser, aber reduziert natürlich zugleich den Durchfluss (entsprechend der Pumpenkennlinie). Und weniger Durchfluss bedeutet, es braucht entsprechend länger bis eine ganze Badewanne voll Wasser diese hohe H2-Konzentration dann auch erreicht hat. Als Abschätzung: Die maximale Anreicherung mit H2-Gas bei einer kleineren Badewanne mit 200 Liter Wasservolumen dauert etwa 30 Minuten, wenn die Pumpe ca. 15 Liter je Minute umpumpt.
Bild 3: kombinierte Dekompressionsleitung (blaues Außenrohr Ø 6/4 mm mit transparentem Innenrohr Ø 3/1,5 mm)
Bild 4: kombinierte Dekompressionsleitung (weißes Außenrohr Ø 10/6 mm mit 3 transparenten Innenrohren Ø 3/1,5 mm, außen besser Ø 10/8 mm verwenden)
Soll das H2-Wasser bei sehr kleinen Durchflussmengen sanft dekomprimiert werden wie bei meinen Geräten zum Glasweisen oder Kannenweisen Zapfen von H2-Trinkwasser, können in gleicherweise entsprechend dünnere und kürzere Kunststoff-Röhrchen verwendet werden, oder sogar auch mehrere Leitungen parallel oder ineinander angeordnet werden:
Ein Trichter zur sanfteren Dekompression beim Ausströmen
Um übersättigtes H2-Wasser mit mehr als 1,5 ppm H2-Gas im Wasser zu erhalten, müssen das H2-Gas und das Wasser gemeinsam einem Überdruck ausgesetzt werden. Je höher dieser Druck ist, um so mehr H2-Gas kann sich Wasser lösen. Hat sich das Gas dann "übersättigt" im Wasser gelöst, bewirkt ein schneller Druckabfall, dass ein großer Teil des gelösten Gases dem Wasser sofort wieder in Form feinster Gasbläschen entweicht. Das ist vergleichbar mit Sekt, der sich mit CO2-Gas übersättigt in der Glas-Druckflasche befindet. Lässt man den Korken knallen, dann schäumt der Sekt aus der Flasche, löst man den Korken langsam und gleichmäßig aus der Flasche, so sinkt der Innendruck im Sekt auch langsamer auf den Außendruck ab, und mehr Gas bleibt im Sekt gelöst. Gleiches gilt auch für die Kohlensäure (CO2-Gas) im Bierfass, weshalb hier ein spezieller Zapfhahn für eine sanftere Dekompression verwendet wird, damit das Bier beim Zapfen weniger schäumt und nicht direkt abgestanden schmeckt.
So ein Zapfhahn funktioniert in etwa so, dass im Hahn der Fließquerschnitt über eine recht kurze Strecke aufgeweitet wird, wodurch sich auf dieser Strecke der Druck und die Fließgeschwindigkeit verringert. Im Zapfhahn befindet dafür auch noch ein verstellbarer Kegel, der die Ausflussmenge so weit drosseln kann, dass der Druckabfall über diese kurze Aufweitung gerade noch nicht zu starkem Schäumen führt (weniger Durchfluss bei höherem Druck im Bierfass).
Eine billige Alternative zu so einem Zapfhahn ist einfach einen möglichst spitzen Trichter als Ausströmer zu verwenden. In so einem Trichter weitet sich der Fließquerschnitt kontinuierlich auf, wodurch sich der Wasserdruck ebenfalls kontinuierlich abbaut und sich die Fließgeschwindigkeit verringert. Das Wasser spritzt dann nicht mehr aus dem Rohr- oder Schlauch-Ende in das stehende Wasser, sondern "plätschert sanft" aus dem Trichter.
Ein Trichter am Ende ist immer dann sinnvoll, wenn das H2-Wasser milchig, oder mit einem Bläschen-Nebel austritt, tritt das Wasser klar aus, so hat ein Trichter am Ende kaum oder keinen Effekt.
Hier sind solche Beispiele für Trichter, mit denen ich experimentiert habe:
Bild 1: Langer Öl-Einfülltrichter an 20-m-Schlauch ∅ 12 mm und am No-Name-Zapfhahn
Bild 2: Kleiner Öl-Einfülltrichter am 50-m-Schlauch ∅ 10 mm
Bild 3: Carbon-Rohr für den Modellbau am 50-m-Schlauch ∅ 10 mm (97 cm langer Trichter, Aufweitung innen von 10 mm auf 24 mm)
Das lange dünne Carbonrohr aus Bild 3 erwies sich als sehr effektiv und in der Durchflussmenge ohne Bläschen-Nebel dem Zapfhahn überlegen.
Einleiten von H2-Gas in die Umwälzpumpe
Die einfachste Form der Einleitung besteht darin, das H2-Gas gleich unter Wasser mit ansaugen zu lassen. So kann es keine Rückwirkungen auf den Inhalator geben, der das H2-Gas erzeugt. Am besten den Gasschlauch so an die Ansaugung anlegen oder fest anschließen, dass das Gas vor der Öffnung des Ansagschlauchs vorbei blubbert und wird mit angesaugt, wenn die Pumpe läuft. Wird der Gasschlauch direkt in den Ansaugschlauch gesteckt, so sammelt sich Gas in der Ansaugseite, wenn nur der Inhalator läuft und die Pumpe muss dann ggf. neu mit Wasser gefüllt werden, damit sie saugt.
Bild 1.: Der Gasschlauch (links) wird auf einen Stutzen am Filterkorb des Ansaugschlauchs gesteckt. In liegender Position am Boden der Badewanne entweicht das H2-Gas durch den Filterkorb nach oben und gerät so nicht in den Saugschlauch, wenn die Pumpe nicht eingeschaltet ist.
Einleitung von H2-Gas feinperlig und möglichst nah an der Druck-Mix-Pumpe
Wird das H2-Gas wie oben beschrieben mit in die Ansaugleitung geführt, so sammeln sich die Bläschen auf dem Weg zum Schaufelrad in der Druck-Mix-Pumpe zu größeren Gasblasen an, die nicht mehr kontinuierlich fein eingemixt werden können. Die Einleitung sollte aber besser in einem kontinuierlichen Strom feinster Bläschen erfolgen, um möglichst effektiv eingemixt zu werden.
Die einfachste Möglichkeit, die gut funktioniert, besteht darin, das Gas durch ein sehr dünnes Röhrchen in das vorbeiströmende Wasser zu injizieren.Die Strömung sorgt dafür, dass hier einer Perlenkette feiner Bläschen im Wasser entsteht.
Ich verwendete dazu bei der Pumpe PKm 65 in der Minimal-Lösung ein Kupferröhrchen mit 3 mm Außendurchmesser, wie es in Chemie-Laboren in Gasanlagen zum Einsatz kommt. Es kann leicht in eine 3-mm-Bohrung gesteckt und ggf. zusätzlich eingeklebt werden. Die Abdichtung ist hier unkritisch, weil in der Saugleitung nur geringe (Unter-)Drücke herrschen. Bei Undichtigkeiten wird im Betrieb eben etwas Luft mit angesaugt oder es tropft vielleicht, wenn die Pumpe abgeschaltet ist.
Bilder 2 bis 4: H2-Gas-Zuführung direkt an der Pumpe über eine 3-mm-Bohrung im Verbindungs-Nippel mit eingestecktem Kupfer-Röhrchen. Daran angeschlossen ein Rückschlagventil (weiß mit schwarzem Pfeil), damit kein Wasser in den Inhalator gepresst werden kann. Der angeschlossene Inhalator muss selbst so viel Druck erzeugen können, dass das Rückschlagventil öffnet. Die meisten Inhalatoren sind dazu in der Lage.
Bei der selbst-ansaugenden Pumpe PKSm 65 ist diese Konstruktion leider unzureichend, weil die Pumpe zusätzlich eine Wasserkammer mit Gummi-Ventilklappe hat, in der sich die feinen Bläschen wieder zu größeren H2-Gasblasen ansammeln die in das Wasser eingemixt werden.
1. Lösung: Bei der ersten Pumpe PKSm 65 habe ich ein sehr dünnes Kunststoff-Röhrchen bis nahe an das Schaufelrad im Inneren der Pumpe geführt. Dazu habe ich einen Zugang in die Ansaug-Kammer direkt hinter das schwarze Ansaugventil geschaffen, welches leicht abgeschraubt werden kann. Das erfordert schon handwerkliches Geschick, und es muss dazu die Pumpe selbst angebohrt werden, aber die Pumpe selbst muss dazu nicht geöffnet werden.
Bilder 5 und 6: Hier habe ich eine ich ein Loch in die Ansaugkammer der Pumpe PKSm 65 gemacht, ein Gewinde G1/8" eingeschitten und eine Anschluss-Tülle für das 6 mm IQS-Stecksystem eingeschraubt. In die Tülle habe ich ein dünnes, flexibles 3 mm PVC-Röhrchen gesteckt, dass im Inneren der Pumpe schräg nach unten bis dicht vor das Peripheral-Schaufelrad reicht. Das Eingangs-Ende des PVC-Röhrchens habe ich mit schwarzem Isolierband so umwickelt, dass es in der 6 mm Tülle klemmt. Im Bild links ragt das schwarze Isolierband-Röllchen gerade noch ein wenig aus der schwarzen IQS-Tülle heraus. (PVC habe ich deshalb gewählt, damit die Pumpe nicht zerstört wird, sollte sich das Röhrchen lösen und in Schaufelrad gelangen.)
2. Lösung: Bei der zweiten Pumpe PKSm 65 habe ich den H2-Zugang direkt sehr nah am Schaufelrad der Pumpe eingebaut. Das ist die bessere Variante, aber die Bohrung in die gusseiserne Pumpenkammer muss dazu sehr genau platziert werden. Ich empfehle dazu das vordere Teil der Pumpe abzuschrauben, was das Anbohren erleichtert und verhindert, dass Bohr-Spähne in die Pumpe fallen können. Dazu die drei blauen 8-mm-Schrauben entfernen und den Deckel mit der Ansaug-Kammer entfernen.
Bild 7: Pumpe PKSm 65 geöffnet (Pumpenkammer von innen) Bild 8: Markierung der erforderlichen 4-mm-Bohrung (von außen)
Bild 9: Bohrung mit eingeschnittenem M5-Gewinde und Einschraubteile Bild 10: Pumpenkammer von Innen mit eingeschraubten Einbauteilen
Bild 11: Das Ansaugventil wird zur Selbstmontage mitgeliefert Bild 12: Fertiger H2-Einlass mit aufgestecktem Winkel und Rückschlagventil
Achtung: Vor dem Schließen der Pumpenkammer und Anziehen der Schrauben darauf achten, dass die Ringdichtung an der Pumpe wieder richtig positioniert ist (Ich habe mir schon mal den O-Ring beim Schließen zerschnitten).
Bei der nicht selbst-ansaugenden Pumpe PKm70 mit höherem Durchfluss hat sich diese aufwändigere Variante der H2-Gas-Ansaugung bewährt, die ohne Bohrungen auskommt. Dabei strömt das H2-Gas aus einem sehr feinporigen Pressluft-Schalldämpfer aus gesinterten kleinen Aluminium-Perlen, der sich im Wasserstrom der Ansaugleitung dicht vor der Pumpe befindet. Wichtig dabei ist wieder, dass der verbleibende freie Querschnitt in der Saugleitung noch so groß bleibt, dass hier weder Unterdruck noch heftige Verwirbelungen auftreten. In diesem Beispiel erfolgt die Zuführung in der 1"-Leitung direkt vor der Pumpe mit angeschlossenem 3/4"-Saugschlauch.
Bild 13: Verwendeter Pressluft-Schalldämpfer, den ich auch schon verwendet habe, um Wasser mit H2-Gas durch einfaches "Durchsprudeln" anzureichern.
Bild 14: Sprudelstab von Aquavolta, den man auch verwenden könnte (wenn man das Zuführungsrohr kürzt).
Bilder 15 bis 16: Bauteile: Einschraub-Tülle G 1/8"-6mm-IQS-Stecknippel, Nippel G1/8" auf 1/2", O-Ring-Dichtung, Stückchen Gummischlauch schwarz, Schalldämpfer, 1"-Messing T-Stück mit 1/2" Abgang (Hier im Bild nach unten)
Der Sprudel-Auslass ragt auf diese Weise in das 1"-Rohr und wird vom angesaugten Badewasser umströmt.
Der H2-Einlass kann dank der O-Ring-Dichtung von Hand leicht ein- und aus-geschraubt werden und dient so zugleich als Grundablass zur Drainage der Pumpe. (Wird die Pumpe längere Zeit nicht benutzt, sollte vorher alles Wasser entleert werden.)
Das gebogene 3/4-Messingrohr mit der Anschlusskupplung ist wieder mit einem Reduzier-Nippel 3/4" auf 1" angeschlossen.
Diese Lösung eignet sich besonders gut dafür, H2-Gas-Mengen über 300 ml/min in das angesaugte Wasser einzutragen.
