DE2649649C2 - Elektrolysezelle für die Behandlung von wässrigen Lösungen - Google Patents
Elektrolysezelle für die Behandlung von wässrigen LösungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Elektrolysezelle für die Behandlung, insbesondere die Reinigung und Sterilisierung,
von wäßrigen Lösungen, insbesondere Wasser, die besteht aus einem geschlossenen Behälter mit einer
Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung für das hindurchströmende Wasser und mindestens zwei Elektroden,
die mit dem positiven und dem negativen Pol einer Gleichstromquelle verbunden sein können, von denen
mindestens eine aus einem flexiblen Material besteht.
Es sind bereits die verschiedensten Typen von Elektrolysezellen für die Behandlung von wäßrigen
Lösungen bekannt. Mit diesen bekannten Elektrolysezellen ist es möglich, die in den zu behandelnden
wäßrigen Lösungen enthaltenen gelösten und suspendierten unerwünschten Verunreinigungen auf elektrolytischem
Wege zu entfernen durch Verwendung von Elektroden aus Eisen, Aluminium, Kupfer, Silber, Platin,
Kohlenstoff. Während des Betriebs solcher Elektrolysezellen treten jedoch Probleme auf, welche die
verschiedensten Ursachen haben.
Bei der Elektrolyse von wäßrigen Lösungen werden an der Anode neben Sauerstoff auch andere Oxidationsprodukte und an der Kathode neben Wasserstoff,
insbesondere bei hartem Wasser, auch Calcium- und andere Erdalkalimetallcarbonate gebildet, die sich
ίο schnell in Form eines Überzugs auf der Kathode
ablagern und dadurch das Fließen des elektrischen Stromes verhindern. Mit zunehmender Dicke der
Ablagerungen auf der Kathode werden der elektrische Stromfluß und auch der Wasserdurchfluß durch die
Elektrolysezelle immer mehr gehemmt, d.h. die eigentliche Funktion der Elektrolysezelle wird zunehmend
gemindert
Um dies zu vermeiden, muß eine solche Elektrolysezelle ständig unter hohem Kosten-, Personal- und
Zeitaufwand überwacht und entsprechend gewartet (gereinigt) werden. Es ist zwar möglich, die unerwünschten
Calcium- und sonstigen Erdalkalimetallablagerungen auf der Kathode durch periodische Umpolung des
fließenden Stromes zu entfernen, es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt daß dies nur zu einer erhöhten
Korrosion der Kathode führt und das Problem noch verschärft. Man hat auch bereits versucht, durch Bürsten
oder andere bewegliche Teile die Elektroden, insbesondere die Kathode, durch mechanische Reinigung sauber
jo und frei von unerwünschten Ablagerungen zu halten.
Alle diese Systeme sind jedoch sehr störanfällig, bedingt durch die unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten
und den unterschiedlichen Verschmutzungsgrad des die Zelle durchströmenden Wassers und durch den
durch die mechanische Reinigung verursachten starken mechanischen Verschleiß. Außerdem sind solche mechanischen
Reinigungssysteme sehr geräuschbehaftet, was insbesondere bei großtechnischen Anlagen unerwünscht
ist Auch muß zur Durchführung der Reinigung unter Anwendung der bekannten Verfahren der Betrieb
der Elektrolysezelle regelmäßig unterbrochen werden, so daß eine kontinuierliche Behandlung von wäßrigen
Lösungen nicht möglich ist.
In der DE-OS 25 34 357 ist eine Elektrolysezelle für die Behandlung von wäßrigen Lösungen des eingangs
genannten Typs beschrieben, die eine flexible Elektrode aufweist, die aus einer Vielzahl von miteinander in
Kontakt stehenden gebündelten Metallfasern oder Kohlefasern besteht und von einem Diaphragma
umgeben ist. Mit der darin beschriebenen Gestaltung der Elektrode soll erreicht werden, daß die Elektrode
eine möglichst große wirksame Oberfläche und eine möglichst gleichmäßige Potentialverteilung hat (Seite 4,
Absatz 1, und Seite 9, Absatz 2, der DE-OS 25 34 357).
Auf Seite 10, Absatz 1, ist angegeben, daß derartige Faserelektroden aufgrund ihrer niedrigen Adsorptionswerte die Bildung von Ablagerungen auf der Faseroberfläche
weitgehend verhindern.
Um dieses Ziel zu erreichen, müssen jedoch die Potentialschwankungen zwischen den einzelnen Fasern der Faserelektrode möglichst gering gehalten werden, d. h. die Bewegung der einzelnen Fasern der Faserelektrode gegeneinander muß so weit wie möglich unterbunden werden. Aus diesem Grunde wird die bekannte Faserelektrode auch an einer oder mehreren Stellen gebündelt (F i g. 6 der DE-OS 25 34 357). Bei dieser bekannten Faserbündelelektrode müssen somit Oberflächenveränderungen möglichst weitgehend ver-
Um dieses Ziel zu erreichen, müssen jedoch die Potentialschwankungen zwischen den einzelnen Fasern der Faserelektrode möglichst gering gehalten werden, d. h. die Bewegung der einzelnen Fasern der Faserelektrode gegeneinander muß so weit wie möglich unterbunden werden. Aus diesem Grunde wird die bekannte Faserelektrode auch an einer oder mehreren Stellen gebündelt (F i g. 6 der DE-OS 25 34 357). Bei dieser bekannten Faserbündelelektrode müssen somit Oberflächenveränderungen möglichst weitgehend ver-
hindert werden, um die angestrebte gleichmäßige Potentialverteilung zu erzielen, wobei die vorgenommene
Aufspaltung der Elektrode in Einzelfasern allein der Vergrößerung der Elektrodenoberfläch«; dient
Mit einer solchen Elektrode ist es jedoch, wie sich in
der Praxis gezeigt hat, nicht möglich, die Bildung von
Ablagerungen darauf während des Betriebs der sie enthaltenden Elektrolysezelle zu vermeiden.
Aufgabe der Erfindung war es daher, die bei der elektrolytischen Behandlung von wäßrigen Lösungen,
insbesondere Wasser, auftretende unerwünschte Bildung von Ablagerungen auf den Elektroden, insbesondere
der Kathode, die schon nach verhältnismäßig kurzer Zeit die Unterbrechung der Elektrolyse und
Reinigung der Elektroden erfordert, dadurch zu verhindern, daß die Elektroden, insbesondere die
Kathode, während der Durchführung der Elektrolyse kontinuierlich gereinigt wird bzw. die Bildung von
Ablagerungen auf den Elektroden, insbesondere der Kathode, kontinuierlich verhindert wird, und zwar
unabhängig von der Form und Größe der verwendeten Elektroden.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst werden kann, daß in
der Elektrolysezelle mindestens eine Elektrode, vorzugsweise eine Kathode, aus einem flexiblen Material
verwendet wird, bei der es sich um einen elektrisch leitenden Formkörper handelt, der während der
Elektrolyse durch elastische Schwingungen seiner Oberfläche kontinuierlich gereinigt wird, d. h. der ein in so
sich elastisch bewegliches Gebilde darstellt, dessen Oberfläche durch Biegung und/oder Torsion elastisch
verformbar ist, entweder unter dem Einfluß der die Elektrolysezelle durchströmenden wäßrigen Lösung
oder unter dem Einfluß zusätzlicher Einrichtung, die j>
eine erzwungene elastische Bewegung des elektrisch leitenden Körpers hervorrufen.
Die Folge dieser elastischen Verformung der flexiblen Elektrode(n), insbesondere Kathode, ist, daß die
Elektrode(n), insbesondere Kathode, ständig auf Biegung und Torsion beansprucht und auf diese Weise die
Bildung von unerwünschten Ablagerungen auf der (den) Elektrode(n), insbesondere der Kathode, verhindert
wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung hat die flexible Elektrode die Form eines elastisch verformbaren
Fadens, Drahtes, Bandes oder einer gegebenenfalls mehrarmigen Spiralfeder.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung besteht die Elektrolysezelle aus einem zweiteiligen,
konisch-zylindrischen Gehäuse mit einer unteren Einlaßöffnung und einer oberen Auslaßöffnung für das
hindurchströmende Wasser, einer innerhalb des Gehäuses angeordneten, an die Wand des Gehäuses
angepaßten Gitteranode, einem parallel dazu angeordneten Diaphragma und einer im Zentrum des Gehäuses
angeordneten, gegebenenfalls als mehrarmige Spirale ausgebildeten, elastisch beweglichen Kathode, die im
Innern einen oben und unten innerhalb des Gehäuses gelagerten, als Rotor ausgebildeten Strömungskörper
mit Antriebsflügeln aufweist, der eine sich zur Auslaßöffnung des Gehäuses hin verjüngende konische
Form hat und mit der spiralförmigen Kathode nicht in Berührung steht.
Anode und Kathode sind vorzugsweise in dem unteren Abschnitt der Elektrolysezelle als flacher Ring
ausgebildet und beide werden mit dazwischen gelegten Dichtungs-Isolierscheiben zwischen den Flanschen von
Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil zur Herstellung der erforderlichen elektrischen Anschlüsse nach außen
geführt Der im Innern der vorzugsweise mehrarmigen spiralförmigen Kathode angeordnete Strömungskörper
hat vorzugsweise eine konische Form, die sich zum Anslaßende der Elektrolysezelle hin verjüngt er kann
aber auch jede beliebige andere geeignete Form haben und rotieren oder nicht rotieren.
Der innerhalb der Kathode angeordnete und als Rotor ausgebildete Strömungskörper hat die Funktion,
die Wasserdurchflußgeschwindigkeit auf die Kathode abzustimmen, so daß diese genügend Bewegungsenergie
aufnehmen kann. Er verhindert durch seine, von dem die Elektrolysezelle durchströmenden Wasser verursachte
Rotation außerdem, daß sich grober Schmutz, wie z. B. Blätter, Haare und dgl.; an der Kathode
festsetzt indem er diesen mit seinen Flügeln an der Kathode entlang spiralförmig zum Auslaßende der
Elektrolysezelle schraubt
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist der im Innern der spiralförmigen Kathode
angeordnete konische Strömungskörper an seinem unteren Ende ein in seiner Höhe einstellbares
Ausgleichsventil zur Abstimmung der Wasserdurchströmungsgeschwindigkeit auf die mechanischen Eigenschaften
der spiralförmigen Kathode auf.
Die erfindungsgemäß verwendete flexible Elektrode ist an einem oder beiden Enden fixiert und sie hat
vorzugsweise die Form eines elastisch verformbaren Fadens, Drahtes oder Bandes oder es handelt sich dabei
um eine elastische, vorzugsweise mehrarmige, konische Spiralfeder, die durch die Strömungswirbel der hindurchströmenden
wäßrigen Lösung (der Einfachheit halber hier stets als »Wasser« bezeichnet) in Bewegung,
d. h. elastische Schwingungen, versetzt wird. Es ist auch möglich, diese elastischen Schwingungen der tlexibien
Elektrode auf mechanischem, magnetischem oder elektromagnetischem Wege, beispielsweise mittels
eines Strömungskörpers, mittels eines Motors, mittels eines oder mehrerer Permanentmagneten oder Elektromagneten,
zu erzeugen.
Mit der erfindungsgemäßen Elektrolysezelle werden gegenüber den bekannten Elektrolysezellen die folgenden
technischen Vorteile erzielt:
(a) durch die Anordnung von Anode und Diaphragma unmittelbar am inneren Umfang des Zellengehäuses
steht für die Durchführung der Elektrolyse eine maximale Diaphragmaoberfläche zur Verfügung;
(b) die elektrischen Anschlüsse für die Elektroden, insbesondere die Anode und die Kathode, können
ohne großen technischen Aufwand voll isoliert nach außen geführt werden, so daß der angelegte
Strom zwischen Anode und Kathode nur durch das Diaphragma fließen kann, d. h. es treten keine
Fehlströme zwischen den Anschlußkontakten innerhalb der Elektrolysezelle auf;
(c) in der erfindungsgemäßen Elektroiysezlle ist es möglich, nur eine einzige Kathode und nur eine
einzige Anode zu verwenden, wobei die elektrischen Anschlüsse beider Elektroden außerhalb der
Zelle liegen;
(d) durch den geringen Abstand zwischen den aktiven Oberflächen von Anode und Kathode sowie durch
das großflächige Diaphragma kann die Elektrolysezelle mit einer minimalen elektrischen Spannung,
d. h. mit einer minimalen elektrischen Leistung, betrieben werden;
(e) die erfindungsgemäße Elektrolysezelle weist aufgrund ihres speziellen Aufbaus und aufgrund ihrer
speziellen Formgebung nur einen sehrgeringenStrömungswiderstand für Wasser und Schmutz auf;
(f) innerhalb der erfindungsgemäßen Elektrolysezelle ■-,
treten keine mechanisch aneinander reibenden und dadurch schnell verschleißenden Teile auf;
(g) die bevorzugt angewendete konisch-zylindrische Gestaltung der erfindungsgemäßen Elektrolysezelle
macht das Diaphragma sehr formstabil und ι ο verhindert ein seitliches Auslenken der spiralförmigen
Kathode in Richtung des Diaphragmas, da sich die spiralförmige Kathode bei Zugbeanspruchung
zum Auslaßende hin verjüngt, so daß trotz des geringen Abstandes zwischen spiralenförmiger r,
Kathode und Diaphragma eine Kollision zwischen beiden Einrichtungen mit Sicherheit vermieden
werden kann;
(h) durch die sich zum Auslaßende der Zelle hin verjüngende, bevorzugte konisch-zylindrische
Form der Kathode wird erreicht, daß die besonders aggressiven gasförmigen Oxidationsmittel, die
innerhalb des von dem Diaphragma einerseits und der Zellenwand andererseits begrenzten Anodenabteils
entstehen, senkrecht nach oben steigen und sich dadurch von dem Diaphragma entfernen, so
daß das Diaphragma nicht zusätzlich geschützt zu werden braucht. Wenn in Ausnahmefällen das
Diaphragma dennoch gegen weniger aggressive flüssige Oxidationsmittel geschützt werden muß, jo
genügt ein forminstabiles und nur auf Zug beanspruchbares Überzugsmaterial;
(i) die erfindungsgemäße Elektrolysezelle besteht nur aus wenigen, einfach gestalteten und leicht zu fertigenden Teilen und ist auch einfach und schnell zu montieren. Da zur Herstellung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nur totationssymmetrische konische Spritzteile benötigt werden, sind die dafür erforderlichen Spritzwerkzeuge unkompliziert und die Teile sind einfach zu spritzen;
(i) die erfindungsgemäße Elektrolysezelle besteht nur aus wenigen, einfach gestalteten und leicht zu fertigenden Teilen und ist auch einfach und schnell zu montieren. Da zur Herstellung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nur totationssymmetrische konische Spritzteile benötigt werden, sind die dafür erforderlichen Spritzwerkzeuge unkompliziert und die Teile sind einfach zu spritzen;
(j) die erfindungsgemäße Elektrolysezelle kann in beliebiger Lage betrieben werden, wobei aber der
Betrieb in senkrechter Lage bevorzugt ist
45
Weitere Ziele, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in
der die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen
näher erläutert wird. Die belügenden Zeichnungen, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern
versehen sind, zeigt
F i g. 1 eine vereinfachte Ausführungsform der Elektrolysezelle der Erfindung in schematischer Darstellung;
F i g. 2 eine bevorzugte technische Ausführungsform der Elektrolysezelle der Erfindung in schematischer
Darstellung und
F i g. 3 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Elektrolysezelle der Erfindung in schematischer Darstellung.
Die in F i g. 1 dargestellte einfache Ausführungsform der Elektrolysezelle der Erfindung besteht aus einem
vorzugsweise zylindrischen Behälter 1 mit einem unteren Einlaß 2 und einem oberen Auslaß 3 für das die
Zelle durchströmende Wasser und zwei elastisch verformbaren Elektroden 4 und 5, die mit einer
Gleichstromquelle (nicht dargestellt) verbunden werden können.
Die beiden Elektroden 4 und 5 werden unter dem Einfluß des die Elektrolysezelle durchströmenden
Wassers in elastische Bewegungen versetzt, welche die Bildung von Ablagerungen auf den Elektroden während
der Durchführung der Elektrolyse verhindern. Die elastischen Bewegungen der Elektroden können direkt
durch das hindurchströmende Wasser (Karman-Wirbel) oder indirekt über Turbulenzen oder Permanent- oder
Elektromagneten erzeugt werden.
Die in F i g. 2 dargestellte bevorzugte Ausführungsform der Elektrolysezelle der Erfindung besteht aus
einem zweiteiligen, vorzugsweise konisch-zylindrischen Gehäuse la und \b mit einer unteren Einlaßöffnung 2
und einer oberen Auslaßöffnung 3. Innerhalb des Gehäuses sind der Reihe nach von außen nach innen
eine an die Form des Gehäuses angepaßte Gitteranode 4, ein Diaphragma 6 sowie eine vorzugsweise
mehrarmige spiralförmige Kathode 5 mit guten Federeigenschaften angeordnet. Die Anode und die
Kathode sind in dem unteren Abschnitt der Elektrolysezelle jeweils als flacher Ring ausgebildet und werden
beide mit zwischengelegten Dichtungsisolierscheiben zwischen den Flanschen des Gehäuseoberteils la und
des Gehäuseunterteils \b nach außen geführt zur Herstellung der elektrischen Anschlüsse.
Das durch das Diaphragma 6 und die Gehäusewand begrenzte Anodenabteil mit der darin befindlichen
Gitteranode 4 weist vorzugsweise in seinem oberen Abschnitt Auslaßschlitze 6' zum Entweichen der
innerhalb des Anodenabteils entstehenden oxidierenden Gase auf. Innerhalb der spiralförmigen Kathode 5 ist im
Zentrum der Elektrolysezelle 1 ein vorzugsweise unten bei 7" und oben bei T" gelagerter, als Rotor
ausgebildeter Strömungskörper 7 mit Antriebsflügeln T angeordnet, der mit der spiralförmigen Kathode 5 nicht
in direkter Berührung steht
Die in Fig. 3 dargestellte weitere bevorzugte Ausführungsform der Elektrolysezelle der Erfindung
hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Elektrolysezelle gemäß F i g. 2, wobei diesmal jedoch
der im Zentrum der spiralförmigen Kathode angeordnete konische Strömungskörper 7 sich zur Wassereintrittsöffnung
2 hin verjüngt. An seinem unteren Ende weist er ein Ausgleichsventil 8 auf, das in seiner Höhe einstellbar
ist und die Abstimmung der Wasserdurchströmungsgeschwindigkeit auf die mechanischen Eigenschaften der
spiralförmigen Kathode 5 erlaubt
Für die Herstellung der Elektrolysezelle der Erfindung, wie sie beispielhaft in den F i g. 1 bis 3 der
beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist können beispielsweise die folgenden Materialien verwendet
werden:
Die Anode besteht vorzugsweise aus platiniertem Titan oder platiniertem Niob in Form eines Gitters (z. B.
aus Streckmetall), sie kann aber auch aus irgendeinem anderen Metall aus der Gruppe der Platinmetalle, das
gegen Korrosion beständig ist oder aus Graphit oder Kohlenstoff oder einem Metalloxid bestehen. Die
Anode kann massiv sein oder sie kann die Form eines Gitters haben (Streckmetall).
Die Kathode kann aus irgendeinem beliebigen elektrisch leitenden Material, vorzugsweise aus einem
Metall wie rostfreiem Stahl oder Kupfer, bestehen.
Das Diaphragma kann beispielsweise aus porösem Porzellan, einem mikroporösem Kunststoff, wie einem
Polyolefin, Polyvinylchlorid, Cellulosenitrat oder einem
Ionenaustauscherharz bestehen.
Wenn das poröse Diaphragma gegen die innerhalb
des Anodenabteils entstehenden oxidierenden Gase oder Flüssigkeiten empfindlich ist, kann es durch einen
Überzug aus einem elektrisch nicht-leitenden Material, wie einem Kunststoff, abgeschirmt (geschützt) werden.
Als Materialien für die Herstellung des Elektrolysezellengehäuses,
des Einlasses, des Auslasses für das hindurchströmende Wasser und für den Strömungskörper
innerhalb der Elektrolysezelle kommen nicht-leitende Materialien, wie z. B. Kunststoffe, Porzellan, Glas,
Hartgummi und Beton, in Betracht.
Die Zelle braucht keinen zylindrischen Querschnitt zu haben, sondern dieser kann z. B. auch elliptisch oder
hexagonal sein.
Die Zelle kann so aufgebaut werden, daß sie in der einen oder in der anderen Richtung oder abwechselnd in
beiden Richtungen von dem zu behandelnden Wasser durchströmt wird. Die bevorzugte konische Form der
Elektrolysezelle kann sich sowohl in Richtung des strömenden Wassers als auch entgegen der Richtung
des strömenden Wassers verjüngen. Das gilt auch für den innerhalb der Elektrolysezelle angeordneten
Strömungskörper, der als Gewichts-Kraft-Schweberotor in senkrechter Lage oder unter Anwendung einer
elastischen, entgegen der Strömungsrichtung auf den Rotor wirkenden Kraft in beliebiger Lage betrieben
werden kann. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers im
Kathodenbereich durch eine Durchflußquerschnittsveränderung der unterschiedlichen Wasserdurchflußmengen
zu stabilisieren. Es ist auch möglich, einen fest oder automatisch einstellbaren Bypass innerhalb des als
Rotor ausgebildeten Strömungskörpers anzubringen. Ferner kann die Elektrolysezelle durch einen in seiner
Höhe fest einstellbaren Strömungskörper an verschiedene Wasserdurchflußmengen angepaßt werden.
Es ist auch möglich, beispielsweise zwei Diaphragmen ineinander anzuordnen, um die Konzentration der
Oxidationsmittel innerhalb des Anodenabteils zu erhöhen, so daß diese in sehr konzentrierter Form durch die
Auslaßschlitze in dem Anodenabteil an das hindurchströmende Wasser abgegeben werden können.
Der Aufbau der Elektroden kann sehr vielgestaltig sein ebenso wie die mechanische, magnetische oder
elektrische Erregung der elastischen Bewegungen derselben. Auf den Rotorflügeln können beispielsweise
Permanentmagnete angeordnet sein und dadurch kann eine entsprechend magnetisierbare Elektrode in Bewegung
versetzt werden. Die elastisch verformbare Elektrode kann auch mit einer magnetischen Platte
versehen sein. Es ist auch möglich, die elastischen Schwingungen der Kathode auf magnetischem oder
mechanischem Wege zu erzeugen oder die Kathode in Rotation zu versetzen. Ferner kann beispielsweise die
Höhenlage des als Schweberotor ausgebildeten Strömungskörpers über geeignete Einrichtungen zur Kontrolle
des Wasserstromes innerhalb der Elektrolysezelle oder — wenn das Gehäuse aus einem transparenten
Material besteht — als Durchflußmesser dienen. Es ist auch möglich, an einer Lagerstelle des als Rotor
ausgebildeten Strömungskörpers einen kleinen Permanentmagnetgenerator einzubauen und die erzeugte
elektrische Energie für Meß- oder Steuerzwecke auszunutzen.
Der im Innern der Zelle befindliche Strömungskörper kann auch als rotierende Bürste ausgebildet sein. Ferner
kann die natürliche Frequenz des elastischen Systems, d. h. der spiralförmigen Elektrode(n), innerhalb der
Elektrolysezelle durch Anbringen eines vorzugsweise als Strömungskörper ausgebildeten Gewichtes in
beliebiger Weise modifiziert, d. h. verringert, werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Elektrolysezelle für die Behandlung von wäßrigen Lösungen, bestehend aus einem geschlossenen
Behälter mit einer Einlaßöffnung und einer Auslaßöffnung für das hindurchströmende Wasser
und mindestens zwei Elektroden, die mit dem positiven und negativen Pol einer Gleichstromquelle
verbunden sein können, von denen mindestens eine aus einem flexiblen Material besteht, dadurch
gekennzeichnet, daß die Elektrode aus dem flexiblen Material ein elektrisch leitender Formkörper
ist, der während der Elektrolyse durch elastische Schwingungen seiner Oberfläche kontinuierlich
gereinigt wird.
2. Elektrolysezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode aus dem flexiblen
Material die Form eines elastisch verformbaren Fadens, Drahtes, Bandes oder einer gegebenenfalls
mehrarmigen Spiralfeder hat
3. Elektrolysezelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie besteht aus einem
zweiteiligen, konisch-zylindrischen Gehäuse (1) mit einer unteren Einlaßöffnung (2) und einer oberen
Auslaßöffnung (3) für das hindurchströmende Wasser, einer innerhalb des Gehäuses (1) angeordneten,
an die Wand des Gehäuses (1) angepaßten Gitteranode (4), einem parallel dazu angeordneten
Diaphragma (6) und einer im Zentrum des Gehäuses (1) angeordneten, gegebenenfalls als mehrarmige
Spirale ausgebildeten, elastisch beweglichen Kathode (5), die im Innern einen oben und unten innerhalb
des Gehäuses (1) gelagerten, als Rotor ausgebildeten Strömungskörper (7) mit Antriebsflügeln (7') aufweist,
der eine sich zur Auslaßöffnung (3) des Gehäuses (1) hin verjüngende konische Form hat
und mit der spiralförmigen Kathode (5) nicht in Berührung steht.
4. Elektrolysezelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Zeitraum der spiralförmigen
Kathode (5) angeordnete konische Strömungskörper (7) sich zur Wassereintrittsöffnung (2)
des Gehäuses (1) hin verjüngt und an seinem unteren Ende ein in seiner Höhe einstellbares Ausgleichsventil
(8) zur Abstimmung der Wasserdurchströmungsgeschwindigkeit auf die mechanischen Eigenschaften
der spiralförmigen Kathode (5) aufweist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2649649A DE2649649C2 (de) | 1976-10-29 | 1976-10-29 | Elektrolysezelle für die Behandlung von wässrigen Lösungen |
GB44557/77A GB1539008A (en) | 1976-10-29 | 1977-10-26 | Electrolytic cell for treatment of water or an aqueous solution |
JP12857477A JPS5383985A (en) | 1976-10-29 | 1977-10-26 | Aqueous solution treating electrolytic cell |
BR7707221A BR7707221A (pt) | 1976-10-29 | 1977-10-27 | Celula eletrolitica para o tratamento de solucoes aquosas |
US05/847,101 US4169035A (en) | 1976-10-29 | 1977-10-31 | Electrolytic cell for treatment of water solutions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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WO1989006711A1 (en) * | 1988-01-21 | 1989-07-27 | Hydra-Gas Pty. Ltd. | Fully automated current-controlled electrolytic cell assembly for the production of gases |
JP2794036B2 (ja) * | 1989-06-30 | 1998-09-03 | 日本インテック株式会社 | 連続式電解水生成装置 |
US5130006A (en) * | 1989-11-09 | 1992-07-14 | Oligny Louis Andre | Pyramidal shaped electrolysis cell |
WO1992008232A2 (en) * | 1990-11-02 | 1992-05-14 | Heredy Laszlo A | Electrostatically promoted cold fusion process |
US5254234A (en) * | 1991-06-27 | 1993-10-19 | Solis Cortes Gustavo A | Electrolytic cell for treatment of liquids |
US5378339A (en) * | 1992-01-30 | 1995-01-03 | Techno Excel Kabushiki Kaisha | Water electrolyzer |
RU2088693C1 (ru) * | 1996-02-09 | 1997-08-27 | Витольд Михайлович Бахир | Установка для получения продуктов анодного оксиления раствора хлоридов щелочных или щелочно-земельных металлов |
US6254783B1 (en) * | 1996-03-11 | 2001-07-03 | Stephen R. Wurzburger | Treatment of contaminated waste water |
US5698107A (en) * | 1996-03-11 | 1997-12-16 | Wurzburger; Stephen Ray | Treatment for acid mine drainage |
RU2104961C1 (ru) * | 1997-03-11 | 1998-02-20 | Харрисон Инвестментс Лтд. | Электрохимическая установка |
DE29705917U1 (de) * | 1997-04-03 | 1997-06-05 | Shyu, Wen-Shing, Taichung | Elektrolytische Magnetisierungsvorrichtung |
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US6156168A (en) * | 1999-03-16 | 2000-12-05 | Paul Kayfetz | Electrolytic device |
AU1345400A (en) * | 1999-11-06 | 2001-06-06 | James Michael Overton | Method for treating water containing sulfates |
WO2004007376A1 (en) * | 2002-07-17 | 2004-01-22 | Peter Nunn | Water treatment device for electrolyzing, magnetizing, and re-resonating water |
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US8696876B2 (en) * | 2009-12-04 | 2014-04-15 | Michael F. Houser | System and method for generating and using hydrogen gas |
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