DE102009044144B4

DE102009044144B4 - electrolyser

Info

Publication number: DE102009044144B4
Application number: DE102009044144.1A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Walther; Ralf Michaelis; Stefan Sträußle
Original assignee: Alfred Walther Metallwarenfabrikation Kunsthandwerk E K; ALFRED WALTHER METALLWARENFABRIKATION-KUNSTHANDWERK EK
Current assignee: Alfred Walther Metallwarenfabrikation Kunsthandwerk E K; ALFRED WALTHER METALLWARENFABRIKATION-KUNSTHANDWERK EK
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2015-09-10
Anticipated expiration: 2029-10-01
Also published as: DE102009044144A1

Abstract

Elektrolysegerät zum Erzeugen eines oder mehrerer Gase aus Wasser mit einem Gehäuse aus Kunststoff oder einem anderen Isolierstoff mit darin stehend angeordneten Plattenelektroden, von denen die äußeren Plattenelektroden an einer Stromquelle angeschlossen sind, welches Gehäuse mindestens einen Einlass für einen Elektrolyten und/oder für das Wasser und/oder ein Gemisch hieraus und mindestens einen Auslass für das durch Elektrolyse gewonnene Gas aufweist, wobei das Elektrolysegerät aus mindestens einer Zelle (1) besteht, die jeweils einen Gehäuserahmen (2) aus Kunststoff oder einem anderen Isolierstoff und beidseitig daran oder darin abgedichtet fixierte Plattenelektroden (3, 4) aus Metall aufweist, jede Plattenelektrode (3, 4) mit einem definierten Umfangsbereich eingebettet ist und jede Zelle (1) mindestens einen eigenen Einlass (5) für den Elektrolyten und/oder für das Wasser und/oder ein Gemisch hieraus und mindestens einen Gasauslass (8) aufweist, der in einen gesonderten Gasraum mündet oder mit einem solchen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zelle (1) in dem Hohlraum (6) zwischen den benachbarten Plattenelektroden (3, 4) eine die Strömung des Elektrolyten und des Wassers begünstigende Struktur mit einer Zwischenwand mit Kanälen eingebracht ist, dass ein Reservoir (29) mit einem Gasauslass (31) vorgesehen ist und dass der Rahmen (2) in den Eckenbereichen (11) und/oder im Seitenbereich (12) und/oder über die oberen und unteren Längsseiten verlaufend eine Bogenstruktur aufweist, wobei die Bögen in den Seitenbereichen (12) konvex und die Bögen (13) an den Längsseiten konkav ausgebildet sind und an den Verbindungsstellen (14) zweier benachbarter Bögen (11, 13) die Einlässe (5) und die Auslässe (8) vorgesehen sind.An electrolyzer for generating one or more gases from water having a housing of plastic or other insulating material having plate electrodes disposed therein, the outer plate electrodes being connected to a power source, the housing having at least one inlet for an electrolyte and / or water and / or a mixture thereof and at least one outlet for the gas obtained by electrolysis, wherein the electrolyzer consists of at least one cell (1), each having a housing frame (2) made of plastic or other insulating material and fixed on both sides or sealed therein plate electrodes (3, 4) of metal, each plate electrode (3, 4) is embedded with a defined peripheral region and each cell (1) at least one separate inlet (5) for the electrolyte and / or for the water and / or a mixture thereof and at least one gas outlet (8), which in a separate n gas space leads or is connected to such, characterized in that in the cell (1) in the cavity (6) between the adjacent plate electrodes (3, 4) a the flow of the electrolyte and water favoring structure with an intermediate wall with channels is introduced, that a reservoir (29) with a gas outlet (31) is provided and that the frame (2) in the corner regions (11) and / or in the side region (12) and / or over the upper and lower longitudinal sides extending an arch structure wherein the arches in the side regions (12) are convex and the arcs (13) are concave on the longitudinal sides and at the junctions (14) of two adjacent arcs (11, 13) the inlets (5) and the outlets (8) are provided.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wasserelektrolysegerät mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a water electrolyzer with the features specified in the preamble of claim 1.

Ein Elektrolysegerät mit zylindrischen, ineinandergestellten Elektroden ist aus der DE 10 2008 003 126 A1 und der WO 2009/018814 A2 bekannt, um aus Wasser unter Eingabe eines Elektrolyten und Anlegen einer Spannung an die Elektroden ein sogenanntes Brownsches Gas zu erzeugen, das im Wesentlichen Wasserstoff enthält. Mit einem solchen Gas kann z. B. der Wirkungsgrad einer Verbrennungskraftmaschine durch Einbringen eines mit dem extrahierten Wasserstoff angereicherten Brennstoffes in den Verbrennungsraum erhöht werden. Als Elektrolyt wird beispielsweise wasserverdünntes Kaliumhydroxid in einer Konzentration von über 25% verwendet. Zum Einsatz kommen Nickelelektroden mit einem spezifischen elektrischen Widerstand unter 0,090 Ohmmm²m^–1, vorzugsweise unter 0,086 Ohmmm²m^–1. Die Betriebstemperatur des Elektrolysebehälters liegt unter 85°C.An electrolyzer with cylindrical, nested electrodes is from the DE 10 2008 003 126 A1 and the WO 2009/018814 A2 It is known to produce a so-called Brownian gas, which contains essentially hydrogen, from water by introducing an electrolyte and applying a voltage to the electrodes. With such a gas can, for. B. the efficiency of an internal combustion engine can be increased by introducing a fuel enriched with the extracted hydrogen fuel into the combustion chamber. The electrolyte used is, for example, water-dilute potassium hydroxide in a concentration of more than 25%. Nickel electrodes with a specific electrical resistance below 0.090 ohmmm ² m ^-1 , preferably below 0.086 ohmmm ² m ^{-1 are used} . The operating temperature of the electrolysis tank is below 85 ° C.

Aus der EP 1 397 583 B1 ist eine Kombination eines Elektrolysegerätes mit einem Wasserbehälter bekannt, wobei eine Steuerung vorgesehen ist, um eine kontinuierliche Zuführung von Wasser in den Elektrolyseraum zu ermöglichen. Auch dieses Gerät dient dazu, Wasserstoff zu erzeugen, um diesen vor dem Verbrennungsprozess dem Brennstoff in der Verbrennungskraftmaschine beizumengen.From the EP 1 397 583 B1 a combination of an electrolyzer with a water tank is known, wherein a controller is provided to allow a continuous supply of water into the electrolysis room. This device also serves to generate hydrogen in order to add it to the fuel in the internal combustion engine before the combustion process.

Aus der DE 20 2007 005 963 U1 ist ein Generator für Wasser- und Sauerstoff bekannt, bei dem der Elektrolyt durch Anlegen eines Gleichstroms an die Elektroden Kationen und Anionen erzeugen kann, um das Wasser in Wasser- und Sauerstoff umzusetzen. Das Gerät umfasst ein elektrolytisches Bad, das als abgeschlossener Aufnahmeraum ausgeführt ist und einen Eingang zur Einführung des Elektrolyts und des Wassers und einen Ausgang zum Ableiten des Wasser- und Sauerstoffs aufweist. Die elektrolytische Vorrichtung weist an der Außenseite eine erste Elektrodenplatte, die durch Sintermetallurgie rohrförmig hergestellt ist, auf. In diese hülsenförmige Elektrode ist eine zweite rohrförmige Elektrode angeordnet, die ebenfalls durch Sintermetallurgie hergestellt ist und eine zweite Elektrode bildet. Zwischen der ersten und der zweiten Elektrode ist ein Isolierkörper angeordnet, um die erste Elektrodenplatte von der zweiten Elektrodenplatte zu isolieren.From the DE 20 2007 005 963 U1 For example, a generator of water and oxygen is known in which the electrolyte can generate cations and anions by applying a direct current to the electrodes to convert the water to water and oxygen. The device comprises an electrolytic bath, which is designed as a closed receiving space and having an inlet for the introduction of the electrolyte and the water and an outlet for the discharge of water and oxygen. The electrolytic device has, on the outside, a first electrode plate which is made tubular by sintered metallurgy. In this sleeve-shaped electrode, a second tubular electrode is arranged, which is also produced by sintered metallurgy and forms a second electrode. Between the first and second electrodes, an insulating body is arranged to isolate the first electrode plate from the second electrode plate.

Aus der WO 2004/097072 A1 ist es bekannt, in einem zylinderförmigen Gehäuse die Elektroden hülsenförmig ausgebildet ineinandergesteckt anzubringen, wobei zwischen den Elektroden definierte Zwischenräume gegeben sind. Die innere und äußere Elektrode sind jeweils an einem Pol einer Gleichstromversorgungsquelle angeschlossen. Die hülsenförmigen Elektroden sind in ringförmige Nutenabschnitte in einem Basiskreuz und einem Kopfkreuz gelagert, die miteinander verbunden sind.From the WO 2004/097072 A1 It is known, in a cylindrical housing, the electrodes in a sleeve-shaped design mounted in each other to install, wherein between the electrodes defined gaps are given. The inner and outer electrodes are each connected to a pole of a DC power source. The sleeve-shaped electrodes are mounted in annular groove sections in a base cross and a cross head, which are interconnected.

Aus der US 2004/0112739 A1 ist ein Elektrolysegerät bekannt, bei dem eine bestimmte Anzahl von Elektrodenplatten parallel in einem Elektrodensatz zusammengefasst und in einem Gehäuse untergebracht sind, in das Elektrolyt und Wasser eingegeben wird. Um die Elektrolyse zu ermöglichen, sind die beiden äußeren Elektroden an einen Plus- und Minuspol einer Gleichspannungsquelle angeschlossen. Bei herkömmlichen Elektrolysegeräten wird in der Regel der Elektrolyt mit Wasser verdünnt von unten nach oben über eine Pumpe umgewälzt, wodurch die sich an den Plattenelektroden bildenden Bläschen leichter ablösen und an den Elektrolyt-Spiegel gelangen, oberhalb dessen sich die Gase sammeln, bevor sie über eine Auslassöffnung das Gehäuse verlassen. Die herkömmlichen Elektrolysegeräte weisen einen relativ niedrigen Wirkungsgrad in der Gaserzeugung auf. Ein hoher Anteil der verwendeten elektrischen Energie wird für die – meist unerwünschte – Aufheizung des Elektrolyten verbraucht. Bei den herkömmlichen Elekt-rolysezellen sind außerdem die mit Elektrolyt gefüllten Elektrodenzwischenräume nach oben offen, das heißt, dass das bei der Elektrolyse entstehende Gas durch den Elektrolyt hindurch aufsteigt, sich über dem Elektrolytspiegel sammelt und von dort über eine Auslassöffnung die Elektrolysezelle verlässt.From the US 2004/0112739 A1 For example, an electrolyzer is known in which a certain number of electrode plates are gathered in parallel in an electrode set and housed in a housing into which electrolyte and water are introduced. To enable the electrolysis, the two outer electrodes are connected to a positive and negative pole of a DC voltage source. In conventional electrolyzers, the electrolyte is usually diluted with water from bottom to top circulated by a pump, whereby the bubbles forming on the plate electrodes easily detach and get to the electrolyte mirror, above which collect the gases before they over a Outlet exit the housing. The conventional electrolyzers have a relatively low efficiency in gas production. A high proportion of the electrical energy used is consumed for the - usually undesirable - heating of the electrolyte. In the conventional electrolytic cells, moreover, the electrolyte-filled electrode interspaces are open at the top, that is to say that the gas produced during the electrolysis rises through the electrolyte, collects above the electrolyte level and leaves the electrolysis cell there via an outlet opening.

Die Patentschrift DE 32 18 259 C2 betrifft einen mehrzelligen Gasgenerator in Filterpressenbauweise. Der Gasgenerator besteht aus einer stapelförmigen An-ordnung von Elektroden und Abstandselementen. Durch die aufeinanderfolgende Anordnung der Elektroden und der Abstandselemente entsteht ein Gasgenerator, der eine Vielzahl von Elektrolysezellen aufweist. Jede dieser Zellen wird durch einen Verbindungskanal mit Elektrolyt versorgt. Die Verbindungskanäle 25 sind dazu mit einer gemeinsamen Einlasssammelleitung 23 verbunden.The patent DE 32 18 259 C2 relates to a multicellular gas generator in filter press design. The gas generator consists of a stacked arrangement of electrodes and spacers. The successive arrangement of the electrodes and the spacer elements creates a gas generator having a plurality of electrolysis cells. Each of these cells is supplied with electrolyte through a connecting channel. The connection channels 25 are to with a common intake manifold 23 connected.

Seit geraumer Zeit werden z. B. auf der Internetplattform YouTube sogenannte Trockenzellen vorgestellt, die sich von den hergebrachten Elektrolysezellen dadurch unterscheiden, dass die Außenkontur der Elektroden gegen den Elektrolyten mittels O-Ring o. ä. abgedichtet ist und sich die Gase nicht im selben Gehäuse, in welchem sich die Elektroden befinden, sammeln, sondern durch einen Auslass. über ein Rohr oder einen Kanal nach oben in ein darüber liegendes sogenanntes Reservoir aufsteigen.For some time now z. B. so-called dry cells presented on the Internet platform YouTube, which differ from the traditional electrolysis cells in that the outer contour of the electrodes against the electrolyte by means of O-ring o. Ä. Is sealed and the gases are not in the same housing in which the Electrodes are located, collect, but through an outlet. via a pipe or a channel up into a so-called above-rise reservoir.

Dieses enthält Elektrolyt und darüber einen Gasraum, in dem sich die aufgestiegenen Gase sammeln können, bevor sie den Gasraum durch einen Auslass verlassen. Aus dem Reservoir führt eine Leitung (Rohr, Kanal, Schlauch) in den unteren Bereich der Trockenzelle. Mit Einsetzen der Elektrolyse entsteht durch die aufsteigenden Gase ein Sog, welcher Elektrolyt aus dem Reservoir nachzieht, so dass die Elektroden von unten nach oben durchströmt werden, was bei der Ablösung der Gasbläschen an den Elektroden hilft und die Gasaus-beute vergrößert. Eine solche Zelle besteht in der Regel aus mehreren Plattenelektroden, die durch je eine gemeinsame Einlass- und Auslassöffnung und zugehörigen Leitungen, Rohre, Schläuche und/oder Kanäle mit dem Reservoir verbunden sind. Bei den bekannten Elektrodenanordnungen hat sich als wesentlicher Nachteil herausgestellt, dass ein Elektronensprung an den Kanten der parallel liegenden Elektrodenplatten, eine unerwünschte Veränderung des Übergangswiderstandes und eine hohe Verlustleistung gegeben sind. Außerdem hat sich gezeigt, dass in diesen Geräten vermehrt Knallgas gebildet wird, obwohl die Erzeugung von Brownsgas angestrebt wird.This contains electrolyte and above it a gas space in which the ascended gases can collect before they leave the gas space through an outlet. From the reservoir leads one Line (pipe, channel, hose) in the lower area of the dry cell. With the onset of electrolysis, the ascending gases create a suction which draws electrolyte from the reservoir so that the electrodes flow from bottom to top, which aids in detaching the gas bubbles from the electrodes and increasing the gas yield. Such a cell usually consists of a plurality of plate electrodes, which are connected by a respective common inlet and outlet opening and associated lines, pipes, hoses and / or channels with the reservoir. In the known electrode arrangements has proven to be a significant disadvantage that an electron jump at the edges of the parallel electrode plates, an undesirable change in the contact resistance and high power dissipation are given. In addition, it has been found that in these devices increased oxyhydrogen gas is formed, although the production of brown gas is sought.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektrolysegerät so zu gestalten, dass es nach Belieben erweiterbar ist, dass die Elemente einfach zu handhaben sind und dass eine hohe Effizienz gegeben ist. Des Weiteren soll der Elektrolysebehälter so gestaltet sein, dass er preiswert herstellbar und auf einfache Weise veränderbar ist.The present invention has for its object to make an electrolyzer so that it can be expanded at will, that the elements are easy to handle and that a high efficiency is given. Furthermore, the electrolysis tank should be designed so that it can be produced inexpensively and easily changed.

Die Aufgabe löst die Erfindung durch Ausgestaltung eines gattungsgemäßen Elektrolysegerätes mit der im Anspruch 1 angegebenen technischen Lehre. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind im Einzelnen in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by the invention by designing a generic electrolysis device with the specified in claim 1 technical teaching. Advantageous developments of the invention are specified in detail in the dependent subclaims.

Soweit im Nachfolgenden zwischen Elektrolyt und Wasser nicht differenziert wird, sollen unter Elektrolyt mit Wasser meist stark verdünnte Säuren oder Laugen verstanden werden. Bei der Wasserelektrolyse erfolgt eine Aufspaltung von Wasser in seine gasförmigen Bestandteile, wobei nur der Wasseranteil verbraucht wird, der sauere oder basische Ionenträger, der eigentliche Elektrolyt, bleibt unverändert bzw. ist der Verbrauch vernachlässigbar, so dass ein Austausch erst nach längerer Betriebszeit notwendig ist oder Nachdosierungen erforderlich werden. Dies kann auch erfolgen, indem mit Wasser verdünnter Elektrolyt zugegeben wird.As far as is not differentiated in the following between electrolyte and water, should be understood by electrolyte with water usually very dilute acids or alkalis. In the electrolysis of water is a splitting of water into its gaseous components, whereby only the water content is consumed, the acidic or basic ion carrier, the actual electrolyte remains unchanged or the consumption is negligible, so that an exchange is necessary only after a long period of operation or Additional dosing will be required. This can also be done by adding diluted with water electrolyte.

Soweit im Nachfolgenden von Elektrolysezelle die Rede ist, wird darunter eine Einheit verstanden, bei der zwischen den spannungsbeaufschlagten Elektroden die Gasbildung stattfindet.As far as hereinafter referred to by electrolysis cell, this is understood to mean a unit in which the gas formation takes place between the voltage-loaded electrodes.

Unter Elektrolysegerät soll die Gesamtheit aller Baugruppen zur Wasseraufspaltung verstanden werden, also Elektrolysezelle oder -zellen, Steuerung, Reservoirs für Wasser und Elektrolyt, Pumpen, Gasfilter, Ventile, Flüssigkeitsabscheider und Temperiereinrichtungen, wie Heiz- und Kühlelemente.The term "electrolyzer" is intended to mean the entirety of all assemblies for splitting water, ie electrolysis cell or cells, control, reservoirs for water and electrolyte, pumps, gas filters, valves, liquid separators and tempering devices, such as heating and cooling elements.

Ein Elektrolysegerät nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in der Zelle in dem Hohlraum zwischen den benachbarten Plattenelektroden eine die Strömung des Elektrolyten und des Wassers begünstigende Struktur mit eine Zwischenwand mit Kanälen eingebracht ist, dass ein Reservoir einem Gasauslass vorgesehen ist und dass der Rahmen in den Eckenbereichen und/oder im Seitenbereich und/oder über die oberen und unteren Längsseiten verlaufend eine Bogenstruktur aufweist, wobei die Bögen in den Seitenbereichen konvex und die Bögen an den Längsseiten konkav ausgebildet sind und an den Verbindungsstellen zweier benachbarter Bögen die Einlässe und die Auslässe vorgesehen sind.An electrolyzer according to the invention is characterized in that in the cell in the cavity between the adjacent plate electrodes, a flow promoting the flow of the electrolyte and the water favoring structure is introduced with an intermediate wall with channels, that a reservoir is provided a gas outlet and that the frame extending in the corner areas and / or in the side area and / or over the upper and lower longitudinal sides extending a bow structure, wherein the arches are convex in the side regions and the arcs on the longitudinal sides concave and at the junctions of two adjacent arches the inlets and the outlets are provided.

Die einzelnen Zellen sind relativ schmal ausgebildet. Die aktive Fläche der Plattenelektroden ist jedoch sehr groß. Dies führt zu einer schnelleren und besseren Gasbildung. Des Weiteren kommt nur eine geringe Menge an Elektrolyt jeweils zum Einsatz. Die Dosierung lässt sich also auf ein Minimum einstellen.The individual cells are relatively narrow. However, the active area of the plate electrodes is very large. This leads to a faster and better gas formation. Furthermore, only a small amount of electrolyte is used in each case. The dosage can therefore be set to a minimum.

Dies gilt sowohl im Falle der gesonderten Zuführung des Elektrolyten als auch für die Wassermenge aus gesonderten Behältern. In der Regel wird aber immer ein Gemisch aus beiden, nämlich destilliertem Wasser und Lauge oder Säure, im Maße der Gaserzeugung zugeführt. Die Zuführung kann dabei je nach Anordnung eines Reservoirs durch Schwerkraft oder Pumpendruck bewirkt werden. Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, nicht nur einen Einlass untenseitig in dem Gehäuserahmen der Zelle und/oder an den Seiten vorzugsweise im unteren Bereich vorzusehen, sondern mehrere solcher Einlässe, um eine möglichst gleichmäßige Durchströmung durch die Zelle zu erreichen, wodurch die durch Elektrolyse an den Plattenelektroden entstehenden Gasbläschen abgelöst und abgeführt werden. Der Wasserverbrauch wird dosiert ausgeglichen, indem in das Reservoir Wasser bedarfsweise nachgefüllt wird. Das Gesamtflüssigkeitsvolumen in der Zelle ist bei der Gasbildung relativ gering, was eine Gasbildung begünstigt. Da das Reservoir zugleich auch als Ausgleichsbehälter dient, kann sichergestellt werden, dass bei der Gasbildung so viel Flüssigkeit nachgefüllt wird, dass die Zelle mit Elektrolyt ausgefüllt ist und kein Gasraum im oberen Bereich gegeben ist.This applies both in the case of the separate supply of the electrolyte and for the amount of water from separate containers. In general, however, always a mixture of both, namely distilled water and alkali or acid, fed to the extent of gas production. The supply can be effected depending on the arrangement of a reservoir by gravity or pump pressure. It has proven to be advantageous to provide not only an inlet at the bottom in the housing frame of the cell and / or on the sides, preferably in the lower region, but a plurality of such inlets to achieve the most uniform flow through the cell, whereby by electrolysis The gas bubbles arising from the plate electrodes are removed and removed. The water consumption is dosed compensated by water is replenished as needed in the reservoir. The total volume of liquid in the cell is relatively low during gas formation, favoring gas formation. Since the reservoir also serves as a surge tank, it can be ensured that during the gas formation so much liquid is refilled that the cell is filled with electrolyte and no gas space is given in the upper area.

Es hat sich gezeigt, dass mit einer solchen Zelle die Energieeffizienz, ausgedrückt in pro erzeugtem Liter Browngas aufzuwendender Energie (Wh/l), wesentlich verbessert werden kann. Primär dürfte dies daran liegen, dass durch die Durchspülung der Zelle das gebildete Gas schnell von den Elektrodenplatten abgelöst und in das Reservoir und über dessen Auslass an den Gasverbraucher weiterbefördert wird, während ohne Durchspülung Gasbläschen an den Platten länger haften bleiben und die wirksame Oberfläche verkleinern.It has been found that with such a cell, the energy efficiency, expressed in terms of per liter of brown gas to be applied energy (Wh / l), can be significantly improved. Primarily, this may be due to the fact that flushing the cell, the gas formed quickly detached from the electrode plates and conveyed into the reservoir and its outlet to the gas consumer, while without purging gas bubbles on Stick the plates longer and reduce the effective surface area.

Da der gesamte Reaktionsraum in der Zelle mit Flüssigkeit (Elektrolyt und Wasser) gefüllt ist, ist ein Gasdruckaufbau in der Zelle und damit die Gefahr einer Explosion wesentlich reduziert. Auch ist ein Flammrückschlag von außen. in die gefüllte Zelle praktisch nicht möglich. Die bauliche Anordnung nach der Erfindung hat zudem den Vorteil, dass der Elektrolytbehälter und der Wasserbehälter abgesetzt von der Zelle untergebracht werden können und die benötigten Flüssigkeitsmengen über Regler durch Schwerkraft oder mittels Pumpen eingebracht werden. Im Falle, dass die Behälter oberhalb der Zelle angebracht sind, reicht eine Flüssigkeitszuführung über ein Regelventil aus, um die Dosierung kontinuierlich vornehmen zu können. Ist eine solche Anordnung nicht möglich, müssen in die Zuleitung regelbare Pumpen eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, dass die Elektrolyt- und/oder Wasserzufuhr untenseitig über mindestens einen Einlass mittels eines Anschlussstutzens in den Hohlraum der Zelle vorgesehen ist. Die einzelnen Zellen lassen sich auf einfache Weise auch aneinanderfügen und zu einem Verbund vereinen, wobei die äußeren Elektroden an die Stromversorgungsquelle angeschlossen werden. Dadurch kann die Gasproduktion wesentlich erhöht werden.Since the entire reaction space in the cell with liquid (electrolyte and water) is filled, a gas pressure build-up in the cell and thus the risk of explosion is significantly reduced. Also is a flashback from the outside. practically impossible in the filled cell. The structural arrangement according to the invention also has the advantage that the electrolyte container and the water tank can be placed offset from the cell and the required quantities of liquid are introduced via regulators by gravity or by means of pumps. In the case that the containers are mounted above the cell, a liquid supply via a control valve is sufficient to make the dosage continuously. If such an arrangement is not possible, adjustable pumps must be used in the supply line. In this context, it is advantageous that the electrolyte and / or water supply is provided on the bottom side via at least one inlet by means of a connecting piece in the cavity of the cell. The individual cells can also be joined together in a simple manner and combined to form a composite, wherein the outer electrodes are connected to the power supply source. This can significantly increase gas production.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere durch einen modularen Aufbau aus. Dieser wird in der einen Ausführungsform dadurch realisiert, dass die einzelnen Zellen einfach aneinandergefügt und miteinander kraftschlüssig verbunden werden. Soweit die Gehäuse so ausgelegt sind, dass auch ein Verschweißen möglich ist, können die Zellen auch miteinander verschweißt werden. Dabei können die Zellen auch durch jeweils eine einzige Plattenelektrode voneinander getrennt sein. In diesem Fall sind die Dichtungsränder in den Gehäuserahmen so auszulegen, dass eine Abdichtung benachbarter Zellen in jedem Fall gegeben ist und auch die Elektrode eine Abdichtung der beiden seitlichen Hohlräume sicherstellt. Dies kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen, z. B. ist es möglich, durch Verschweißen oder Verkleben der einzelnen Zellen dies zu bewerkstelligen oder aber auch durch Klemmverbindungen oder Schraubklemmverbindungen, wodurch ein Stapel aus einzelnen Zellen zusammengefügt wird. Die Gehäuserahmen können aber auch aus Hälften zusammengesetzt werden, z. B. einer unteren Hälfte und einer oberen Hälfte, wobei zunächst das untere Paket zusammengefügt wird und die Gehäuserahmenteile miteinander verbunden werden. Sie bilden dann Nuten in den Abdichtungsrändern, in die die Elektroden selbstdichtend eingesteckt werden können. Die aufsetzbare Gehäusehälfte, die auch klappbar daran befestigt sein kann, ist in gleicher Weise aufgebaut und greift mit den Nuten auf die freistehenden Plattenelektroden. Die beiden Hälften werden dann miteinander verbunden. Auch so ist der modulare Aufbau sichergestellt. Die Gehäusehälften müssen nicht aus Einzelrahmenteilen zusammengesetzt werden, sie können auch beispielsweise als Kunststoffspritzformteil gefertigt sein. Allein die Einklemmung der Elektroden stellt dabei eine Dichtigkeit bereits sicher. Zusätzlich kann aber auch nach dem Einstecken der einzelnen Elektroden eine zusätzliche Abdichtung zur Nut hin vorgenommen werden. In jedem Fall ist in den einzelnen Zellen, die in diesem modularen Aufbau erstellt werden, mindestens untenseitig ein Einlass für das Elektrolyt-Wasser-Gemisch vorgesehen. Es können auch mehrere solcher Einlässe verteilt im unteren Bereich vorgesehen sein, um eine optimale Durchströmung der Zelle bei der Gasbildung zu ermöglichen. Obenseitig sind die Gasauslässe vorgesehen, die beispielsweise in einen Kanal zusammengeführt und dann in einen abgetrennten Gasraum eingeleitet werden können. Die mehreren Zellen können auch in einer Fläche nebeneinander oder beliebig räumlich verteilt durch Reinschaltung miteinander verbunden sein. Die erste und die letzte Zelle sind dabei mit dem Plus- oder Minuspol der Stromquelle und der Pluspol der jeweils nächstfolgenden Zelle mit dem Minuspol der vorherigen Zelle verbunden.The invention is characterized in particular by a modular structure. This is realized in the one embodiment in that the individual cells are simply joined together and positively connected with each other. As far as the housings are designed so that a welding is possible, the cells can also be welded together. The cells may also be separated from each other by a single plate electrode. In this case, the sealing edges are to be interpreted in the housing frame so that a seal of adjacent cells is given in each case and also the electrode ensures a seal of the two lateral cavities. This can be done in various ways, eg. For example, it is possible to accomplish this by welding or bonding the individual cells or else by clamping connections or screw clamp connections, whereby a stack of individual cells is joined together. The case frame can also be composed of halves, z. B. a lower half and an upper half, wherein first the lower package is assembled and the housing frame parts are connected together. They then form grooves in the sealing edges into which the electrodes can be inserted in a self-sealing manner. The attachable housing half, which can also be hingedly attached thereto, is constructed in the same way and engages with the grooves on the freestanding plate electrodes. The two halves are then joined together. Even so, the modular design is ensured. The housing halves need not be composed of individual frame parts, they can also be made for example as a plastic injection molded part. But the entrapment of the electrodes ensures a tightness already. In addition, however, an additional seal to the groove can be made even after the insertion of the individual electrodes. In any case, an inlet for the electrolyte-water mixture is provided in the individual cells, which are created in this modular structure, at least on the bottom side. It is also possible for a plurality of such inlets to be distributed in the lower region in order to allow optimum flow through the cell during gas formation. On the upper side, the gas outlets are provided, which can be brought together, for example, in a channel and then introduced into a separate gas space. The plurality of cells can also be connected to each other in a surface next to each other or distributed arbitrarily spatially by pure circuit. The first and the last cell are connected to the plus or minus pole of the power source and the positive pole of each next cell to the negative pole of the previous cell.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, ein Zellenpaket direkt mit einem Reservoir für das Elektrolyt-Wasser-Gemisch bzw. für Wasser zu kombinieren. Dies kann in der Weise erfolgen, dass in dem Gehäuserahmen untenseitig ein Kanal eingebracht ist, der Abzweigungen aufweist, die in den Hohlräumen der Zellen münden und mit einem Anschluss im Reservoir oberhalb oder seitlich der Zellen verbunden sind. Auch kann für die Zuleitung jeweils ein einzelner Kanal zu jeder Zelle geführt werden, der dann über einen gesonderten Anschluss mit dem Reservoir verbunden ist. Dieses Reservoir, also ein Behälter für diese Flüssigkeit, der im Volumen dem Verbrauch der Zellen angepasst ist, kann an die Zellen seitlich angefügt oder darüber angeordnet sein oder auch abgesetzt angeordnet sein. Im letzteren Falle sind Verbindungsleitungen erforderlich, um das Elektrolyt-Wasser-Gemisch der Zelle zuführen zu können.It has proved to be particularly advantageous to combine a cell stack directly with a reservoir for the electrolyte-water mixture or for water. This can be done in such a way that in the bottom of the housing a channel is introduced, which has branches which open into the cavities of the cells and are connected to a port in the reservoir above or to the side of the cells. In addition, a single channel can be led to each cell for the supply line, which is then connected to the reservoir via a separate connection. This reservoir, that is a container for this liquid, which is adapted in volume to the consumption of the cells, can be added to the cells laterally or arranged above it or else arranged offset. In the latter case, connection lines are required in order to be able to supply the electrolyte-water mixture to the cell.

Es hat sich ferner als sehr vorteilhaft erwiesen, dieses Reservoir zugleich auch als Gasraum für das obenseitig über Auslässe aus den Zellen austretende Gas zu verwenden. Auch hier können die einzelnen Auslässe über einen Kanal miteinander verbunden sein, der wiederum mit einem Anschluss des Reservoirs verbunden ist. Es können aber auch die Gasauslässe einzeln über Kanäle oder Anschlüsse mit dem Reservoir verbunden sein. Zweckmäßigerweise wird das Gas in das Reservoir in einer Höhe eingeleitet, die unter einem Mindest-Flüssigkeitspegel liegt, so dass mitgeführter Elektrolyt automatisch der Flüssigkeit wieder zugeführt wird und das Gas einer Vorreinigung beim Durchtritt durch das Elektrolyt-Wasser-Gemisch im Reservoir erfährt. In dem über den Flüssigkeitspegel liegenden Hohlraum sammelt sich das Gas und wird über einen Auslass des Reservoirs abgeleitet. Zweckmäßigerweise wird das Gas dann noch einer weiteren Filterung unterzogen. Dies wird später noch im Einzelnen angegeben. Das Reservoir bietet also gleichermaßen einen Ausgleichbehälter zu den Zellen, wobei durch Bildung eines leichten Unterdruckes in den Zellen, hervorgerufen durch die Gasproduktion und die aufsteigenden Gasbläschen, automatisch eine Elektrolyt-Wasser-Gemisch-Nachführung erfolgt und die Zelle gefüllt ist.It has also proven to be very advantageous to use this reservoir at the same time as a gas space for the gas exiting from the cells on the top side via outlets. Again, the individual outlets can be connected to each other via a channel, which in turn is connected to a port of the reservoir. However, it is also possible for the gas outlets to be connected individually via channels or connections to the reservoir. Conveniently, the gas is introduced into the reservoir at a level which is below a minimum liquid level, so that entrained electrolyte automatically the liquid is supplied again and the gas undergoes a pre-cleaning when passing through the electrolyte-water mixture in the reservoir. In the cavity above the liquid level, the gas collects and is discharged via an outlet of the reservoir. Conveniently, the gas is then subjected to a further filtering. This will be specified later in detail. The reservoir thus equally provides a surge tank to the cells, wherein by forming a slight negative pressure in the cells, caused by the gas production and the rising gas bubbles, automatically an electrolyte-water mixture tracking takes place and the cell is filled.

Das Reservoir kann teilweise auch unterhalb, seitlich oder oberhalb der Zellen angeordnet sein. Ferner kann in das Gehäuse des Elektrolysegerätes eine Flügelzellenpumpe integriert sein, die im Elektrolytzuführstrom oder -abführstrom liegt und so breit ist, dass sie alle Einlässe überstreicht, den Elektrolyt gleichmäßig über die Einlässe in die Hohlräume zwischen den Plattenelektroden drückt oder über die Auslässe absaugt.The reservoir may also be partially arranged below, laterally or above the cells. Further, in the housing of the electrolyzer, a vane pump may be integrated, which is in Elektrolytzuführstrom or -abführstrom and is so broad that it covers all the inlets, presses the electrolyte uniformly through the inlets into the cavities between the plate electrodes or sucks through the outlets.

Ein Paket aus einzelnen Zellen oder aber auch ein Paket, das durch ein Gehäuse mit Nuten gebildet ist, lässt sich seitlich mit Seitenwänden abschließen. In diesen Fällen muss dafür Sorge getragen werden, dass über Kabeleinleitungen die Kontaktierung zu den äußeren Elektroden eines Paketes möglich ist. Auch können einzelne Pakete durch Zwischenfügen einer Trennwand miteinander verbunden sein. Diese Trennwand kann dann beispielsweise auch einen Auslass aufweisen und/oder einen Einlass, der über Kanäle zu den einzelnen Einlässen der Zellen verzweigt ist.A package of individual cells or even a package, which is formed by a housing with grooves, can be laterally complete with side walls. In these cases care must be taken that it is possible to make contact with the outer electrodes of a package via cable inlets. Also, individual packages may be interconnected by interposing a partition. This partition can then also have, for example, an outlet and / or an inlet which is branched via channels to the individual inlets of the cells.

Die Gehäuserahmenkonstruktion hat zudem den großen Vorteil, dass die Kanäle bereits beim Spritzen eines Gehäuserahmenteiles aus Kunststoff mit angeformt sein können. Ebenso ist der Behälter bzw. das Reservoir durch Öffnungsbildung in dem Rahmen oberhalb der Zellen mit anformbar. Die Gehäuserahmen werden nur aneinandergefügt, wobei nach dem Einlegen der Elektroden zugleich auch die Kanäle jeweils gebildet werden. Die Kanäle können also eine U-Struktur aufweisen. Durch das Aufsetzen der Elektroden, die den Abdichtungsrand voll abdecken, werden die Kanäle gebildet. Im Einlassbereich kann der Elektrolyt und im Auslassbereich das Gas entnommen werden bzw. münden die Kanäle bereits in dem Reservoir an entsprechend positionierter Stellung, wobei diese Teile dann durch Ausformungen des angefügten Gehäuseteils vollständig gebildet werden. Das Reservoir wird also aus freigeschnittenen Hohlräumen in dem Gehäuserahmen wie die Zellen gebildet und weist entsprechende Prägungen zur Kanalbildung auf. Die Rahmenstruktur für die Zelle stellt zudem sicher, dass der Plattenelektrodenrand über seinen ganzen Umfang eingestellt ist bzw. in einer Nut steckt, wodurch Spannungsspitzen an Kanten und eine unkontrollierte Gasbildung vermieden werden. Als besonders vorteilhaft im Hinblick auf effiziente Gasbildung hat sich ein Abstand der Plattenelektroden von ≥ 3 mm erwiesen.The housing frame construction also has the great advantage that the channels can already be formed when spraying a housing frame part made of plastic. Likewise, the container or the reservoir is formed by opening in the frame above the cells with. The housing frames are only joined together, wherein after inserting the electrodes at the same time also the channels are formed. The channels can thus have a U-structure. By placing the electrodes that fully cover the sealing edge, the channels are formed. In the inlet region, the electrolyte and in the outlet region, the gas can be removed or open the channels already in the reservoir at a correspondingly positioned position, these parts are then completely formed by formations of the attached housing part. The reservoir is thus formed from cut-free cavities in the housing frame as the cells and has corresponding imprints for channeling. The frame structure for the cell also ensures that the plate electrode edge is adjusted over its entire circumference or inserted in a groove, whereby voltage spikes on edges and uncontrolled gas formation are avoided. A distance of the plate electrodes of ≥ 3 mm has proven to be particularly advantageous with regard to efficient gas formation.

Durch das Zuschalten oder auch Abschalten von Zellen lässt sich darüber hinaus die Temperatur senken bzw. im Falle des Abschaltens von Zellen erhöhen. Die Leistung des Elektrolysegerätes wird durch das Hinzufügen von Plattenelektroden erhöht, da sich die wirksame Elektrodengesamtoberfläche vergrößert. An den einzelnen Elektroden einer Zelle sollte eine Spannung in einem Bereich von 1,1 V bis 2,5 V anliegen. Die an den äußeren Elektroden angelegte Spannung wird durch die Gesamtzahl der Zellen aufgeteilt. Es ist deshalb ersichtlich, dass beispielsweise der Betrieb eines Zellenpaketes aus sechs bis acht Zellen mit einer Batterie bzw. einem Akkumulator mit 12 V möglich ist bzw. eine Batterie mit 24 V eingesetzt werden kann, wenn zwölf bis sechzehn Zellen zusammengefügt werden.By connecting or disconnecting cells, the temperature can also be lowered or increased in the case of shutting down cells. The performance of the electrolyzer is increased by the addition of plate electrodes as the effective electrode total surface area increases. The individual electrodes of a cell should have a voltage in the range of 1.1V to 2.5V. The voltage applied to the outer electrodes is divided by the total number of cells. It can therefore be seen that, for example, the operation of a cell pack of six to eight cells with a 12 V battery or rechargeable battery is possible, or a 24 V battery can be used when 12 to 16 cells are assembled.

Grundsätzlich kann je nach Bauausführung des Elektrolysegeräts an die äußeren Plattenelektroden auch ein gepulster Elektrolysestrom, ein Wechselstrom oder ein Gleichstrom angelegt werden.In principle, a pulsed electrolysis current, an alternating current or a direct current can be applied to the outer plate electrodes, depending on the design of the electrolyzer.

Eine besonders einfache Montage und Fertigung der Zellen sind durch die Rahmenkonstruktion gegeben. Der Rahmen umschließt den Hohlraum, der durch die umrahmte Fläche und die Dicke des Rahmens im Bereich zwischen den Elektroden bestimmt ist. Der Rahmen definiert die Form. Der Hohlraum kann beispielsweise rund ausgebildet sein, einen Durchmesser von 15 cm bis 20 cm aufweisen und die innere Breite bzw. Dicke des Rahmens 6 mm bis 12 mm betragen. Diese Werte sind nur beispielhaft angegeben. Je nach Größe können sie auch variieren. Eine eckige Ausführung ist ebenfalls möglich. Es ist ferner auch eine Freiform möglich. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, den Rahmen in den Eckenbereichen und/oder im Seitenbereich und/oder über die oberen und unteren Längsseiten verlaufend in einer Bogenstruktur auszubilden, wobei die Bögen in den Seitenbereichen konvex und die Bögen an den Längsseiten konkav ausgebildet sind und an den Verbindungsstellen zweier benachbarter Bögen die Einlässe und die Auslässe vorgesehen sind. Die Bogenformen, die den Hohlraum begrenzen, gewährleisten bei der Gasbildung eine gute Durchströmung der Flüssigkeit in dem Hohlraum. Mit der Bauform werden Elektrolyt und Gas sehr widerstandsfrei zu- und abgeführt. Die trichterförmigen Aus- und Einlässe begünstigen das Strömungsverhalten. Durch diese Ausbildung wird erreicht, dass eine gleichmäßige, die Gasbläschen ablösende Elektrolytströmung über die gesamte Plattenoberfläche hin entsteht, wodurch mehr freie Elektrodenoberfläche zur Gaserzeugung zur Verfügung steht. Eine bessere Effizienz ist die Folge. Die Grundform kann dabei hoch und schmal oder hoch und breit gewählt werden, aber auch in der Höhe niedrigere Ausführungen können diese Struktur aufweisen.A particularly simple assembly and manufacture of the cells are given by the frame construction. The frame encloses the cavity defined by the framed surface and the thickness of the frame in the region between the electrodes. The frame defines the shape. The cavity may for example be round, have a diameter of 15 cm to 20 cm and the inner width or thickness of the frame 6 mm to 12 mm. These values are given by way of example only. Depending on the size, they can also vary. An angular version is also possible. It is also possible a freeform. To be particularly advantageous, it has proven to form the frame in the corner areas and / or in the side area and / or over the upper and lower longitudinal sides extending in an arcuate structure, wherein the arches are convex in the side regions and the arcs on the longitudinal sides are concave and at the junctions of two adjacent arches the inlets and the outlets are provided. The arch shapes that define the cavity ensure good gas flow through the liquid in the cavity. With the design, electrolyte and gas are supplied and removed very resistance-free. The funnel-shaped outlets and inlets favor the flow behavior. This design ensures that a uniform, the gas bubbles peeling electrolyte flow over the entire plate surface is formed out, creating more free electrode surface for gas production is available. Better efficiency is the result. The basic shape can be chosen high and narrow or high and wide, but also in height lower versions may have this structure.

Der Hohlraum wird also durch den Rahmenzuschnitt definiert. Der Rahmen weist beidseitig Dichtungsränder auf, die so ausgebildet sind, dass die Plattenelektroden, die aus Metall oder leitendem Kunststoff oder aus Kohlefasern bestehen, einfach nur in den Rahmen hineingedrückt werden müssen, um abdichtend im Rahmen den Hohlraum zu bilden. Die Plattenelektroden können aber auch eingeklebt oder eingeschweißt werden, wenn entsprechende Zwischenlagen eingebracht sind oder wulstförmige Überstände die Plattenelektroden einfassen. Die Plattenelektroden sollten z. B. aus Nickel oder rostfreiem Edelstahl bestehen oder edelmetallbeschichtet ausgeführt sein, sollten eine solche Dicke aufweisen bzw. auf den Aufnahmerahmen so abgestimmt sein, dass sie mit der Rahmenaußenkante abschließen oder diese geringfügig überstehen, so dass die Zellen nach dem Zusammenbau zu einer mehrzelligen Einheit untereinander auch elektrisch kontaktiert sind. Wenn diese Voraussetzungen nicht erfüllt sind, kann eine gute Kontaktierung aber auch durch eine zwischengefügte Metallplatte, die in der Kontur den Plattenelektroden anzupassen ist, erzielt werden. Diese Platten können aber zugleich Anschlüsse für die Stromversorgungsquelle aufweisen. Solche Anschlüsse können aber auch an den äußeren Plattenelektroden eines Paketes aus mehreren Zellen vorgesehen sein. Die äußere Form der Plattenelektrode kann der Hohlraumform angepasst sein, sie kann aber auch hiervon abweichend eine andere Umfangsform aufweisen. In jedem Fall ist sie so groß auszulegen, dass sie in den Dichtungsrand eingesetzt werden kann. Auch kann die Zelle selbst eine Querschnittsform aufweisen, die abweichend von einer quadratischen oder rechteckigen Form rund oder oval sein oder auch eine Freiform besitzen kann.The cavity is thus defined by the frame blank. The frame has on both sides of sealing edges, which are formed so that the plate electrodes, which are made of metal or conductive plastic or carbon fibers, just need to be pressed into the frame to form a sealing in the frame cavity. The plate electrodes can also be glued or welded, if appropriate spacers are introduced or bead-shaped projections border the plate electrodes. The plate electrodes should be z. B. be made of nickel or stainless steel or precious metal coated, should have such a thickness or be matched to the receiving frame so that they complete with the frame outer edge or slightly survive, so that the cells after assembly into a multicellular unit with each other are also contacted electrically. If these conditions are not met, a good contact can also be achieved by an interposed metal plate, which is to be adapted in the contour of the plate electrodes. However, these plates can also have connections for the power source. However, such connections may also be provided on the outer plate electrodes of a multi-cell package. The outer shape of the plate electrode may be adapted to the cavity shape, but it may also have a different circumferential shape thereof. In any case, it should be designed so large that it can be inserted into the sealing edge. Also, the cell itself may have a cross-sectional shape, which may be round or oval deviating from a square or rectangular shape or may also have a free form.

Um die Durchströmung durch eine Zelle zu verbessern, ist zwischen den benachbarten Plattenelektroden einer Zelle auch eine die Strömung des Elektrolyten und des Wassers begünstigende Struktur eingebracht sein. Zum Beispiel kann in dem Hohlraum mindestens teilweise eine Zwischenwand mit Kanälen parallel zu den Plattenelektroden verlaufend eingebracht sein. Die Kanäle können dabei so verlaufen, dass sie die Durchströmung verbessern.In order to improve the flow through a cell, a structure favoring the flow of the electrolyte and of the water must also be introduced between the adjacent plate electrodes of a cell. For example, at least in part, an intermediate wall having channels parallel to the plate electrodes may be inserted in the cavity. The channels can run so that they improve the flow.

Ein- und Auslass können durch Anschlussstutzen realisiert werden, die in eine Bohrung des Rahmens mit einem Gewinde eingeschraubt werden und in die Bohrung oder in den Hohlraum der Zelle münden. Damit das durch Elektrolyse gewonnene Gas entweichen kann, z. B. zur Beigabe zum Luftkraftstoffgemisch bei der Verbrennung in einem Verbrennungsmotor, ist in der Oberseite des Rahmens mindestens ein Auslass mit einem Anschlussstutzen vorgesehen. Das durch die Elektrolyse entstehende Gas wird, wenn die Zelle mit Elektrolyt vollständig gefüllt ist, vom die Zelle durchströmenden Elektrolyt über einen Auslass mit Anschlussstutzen an der Oberseite der Zelle in das Reservoir mitgenommen. Wenn trichterförmige Auslässe gegeben sind, so sind mehrere Auslässe, nämlich an den Senken, vorgesehen.Inlet and outlet can be realized by connecting pieces, which are screwed into a bore of the frame with a thread and open into the bore or into the cavity of the cell. Thus, the gas obtained by electrolysis can escape, for. As for adding to the air fuel mixture in the combustion in an internal combustion engine, at least one outlet is provided with a connecting piece in the top of the frame. The gas produced by the electrolysis is, when the cell is completely filled with electrolyte, taken along by the electrolyte flowing through the cell via an outlet with connecting pieces at the top of the cell in the reservoir. If funnel-shaped outlets are given, so several outlets, namely at the sinks, provided.

Ein aus mehreren Zellen gebildetes Paket kann in ein Umgehäuse einsetzbar sein und/oder von Schraub- und/oder in deckungsgleiche Bohrungen eingesetzten Spanngliedern zusammengehalten werden. Zweckmäßigerweise sind dafür in den Eckenbereichen des Rahmens parallel zur Mittenachse verlaufend Durchgangsbohrungen vorgesehen, durch die beispielsweise eine Gewindestange oder eine Schraube mit bestimmter Länge einsteckbar ist, auf die dann eine Mutter aufgeschraubt wird.A package formed from a plurality of cells can be used in a surrounding housing and / or held together by screwing and / or clamping holes used in congruent bores. Appropriately, through holes are provided parallel to the center axis in the corner regions of the frame through which, for example, a threaded rod or a screw with a certain length can be inserted, on which then a nut is screwed.

In jedem Fall empfiehlt es sich, dass oberhalb des Flüssigkeitspegels des Reservoirs in den dort vorhandenen Schaumraum möglichst kleinen Volumens ein Auslass mündet, der mit einer eingesetzten Filteranordnung versehen ist, die eine Membranfunktion aufweist, die das mittels Elektrolyse erzeugte Gas hindurchtreten lässt, Feuchtigkeit und Schaum jedoch zurückhält. Wenn in der Zelle. jedoch ein Schaumraum gegeben ist oder ein solcher während der Gaserzeugung entsteht, so sollte dieser möglichst klein gehalten werden, um, wie zuvor schon beschrieben, die Explosionsgefahr zu verringern.In any case, it is recommended that an outlet opens above the liquid level of the reservoir in the foam space of the smallest possible volume there, which is provided with an inserted filter arrangement which has a membrane function which allows the gas produced by electrolysis to pass through, moisture and foam but withholds. When in the cell. However, a foam space is given or such arises during gas production, so this should be kept as small as possible, as previously described, to reduce the risk of explosion.

Sind mehrere Auslässe vorgesehen, so können auch bei einem Paket von Zellen diese parallel mit einem Reservoir verbunden sein, in welchem das Gas gespeichert wird. In einem solchen Reservoir können Temperatursensoren zur Ermittlung der Arbeitstemperatur vorgesehen sein. Eine damit verbundene Regeleinheit verteilt die Energie im Bedarfsfall nur an die Standardzellen oder auch an zusätzliche weitere Zellen bzw. Zellenpakete. Bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur können Zellen zugeschaltet und bei Unterschreiten abgeschaltet werden. Auf diese Weise lässt sich die Temperatur des Elektrolysevorganges konstant halten und auf das Niveau der Umgebungstemperatur einstellen, ohne dass weitere Kühlmaßnahmen erforderlich sind. Eine zusätzliche Kühlung ist zweckmäßig, wenn die Umgebungstemperatur höher als 50°C ist. Die Kühlung kann aber auch mittels eines Peltierelementes oder einer anderen Vorrichtung zum Kühlen, gegebenenfalls auch zum Heizen, erfolgen, um bei klimatischen oder örtlichen Veränderungen das Reaktorsystem hierauf einstellen zu können.If a plurality of outlets are provided, even in the case of a packet of cells, they can be connected in parallel to a reservoir in which the gas is stored. In such a reservoir temperature sensors may be provided for determining the working temperature. An associated control unit distributes the energy in case of need only to the standard cells or to additional additional cells or cell packets. When a certain temperature is exceeded, cells can be switched on and switched off when falling below. In this way, the temperature of the electrolysis process can be kept constant and adjusted to the level of the ambient temperature, without further cooling measures are required. Additional cooling is useful if the ambient temperature is higher than 50 ° C. But the cooling can also be done by means of a Peltier element or other device for cooling, possibly also for heating, in order to adjust the reactor system on climatic or local changes thereto.

Wenn mehrere Auslässe vorgesehen sind, können diese von Zelle zu Zelle in Kaskade oder sternförmig zusammengeschaltet oder parallel von einem Sammler abgehend oder zu einem Sammler hin verlaufend angeordnet sein.If multiple outlets are provided, these can be cascaded from cell to cell or star-shaped interconnected or parallel from a collector outgoing or arranged to run towards a collector.

Die Auslässe der Zellen können mit den Eingängen eines Gasfilters und/oder eines Gasreservoirs verbunden sein, wobei an dem Gasfilter und/oder an dem Gasreservoir eine gemeinsame Gasableitung vorgesehen ist. Das Reservoir sollte ein Überdruckventil zur Vermeidung von druckaufbaubedingten Explosionen aufweisen, das wartungsarm und zuverlässig sowie selbstzurücksetzend ist. Minimaler Sicherheitsstandard ist eine Platzdichtung, die bei Überdruck platzt. Diese hat aber den Nachteil, dass sie nicht automatisch zurückgesetzt wird. Es empfiehlt sich deshalb, ein Überdruckventil zu verwenden, das eine Metallkugel aus magnetisierbarem Metall aufweist, die dichtend eine Austrittsöffnung des Ventils verschließt und von einem Magneten zur Abdichtung angezogen wird. Steigt der aufgebaute Druck, so öffnet das Ventil automatisch, sinkt der Druck ab, fällt die Kugel wieder auf den Rand der Öffnung und verschließt diese. Anstelle einer Kugel kann selbstverständlich auch ein Kegel oder ein Kegelstumpf verwendet werden.The outlets of the cells can be connected to the inputs of a gas filter and / or a gas reservoir, wherein a common gas discharge is provided on the gas filter and / or on the gas reservoir. The reservoir should have a pressure relief valve to prevent build-up-related explosions, which is low maintenance, reliable, and self-resetting. Minimum safety standard is a place seal that bursts in case of overpressure. But this has the disadvantage that it is not automatically reset. It is therefore advisable to use a pressure relief valve having a metal ball of magnetizable metal sealingly closes an outlet opening of the valve and is attracted by a magnet for sealing. When the built-up pressure rises, the valve opens automatically, the pressure drops, the ball falls back to the edge of the opening and closes it. Of course, a cone or a truncated cone can be used instead of a sphere.

Der Füllstand im Reservoir kann durch einen zusätzlichen Ausgleichsbehälter auf optimalem Niveau gehalten werden, um den mit Gas gefüllten Reaktionsraum im Gastrenner, also im Reservoir, so gering wie möglich zu halten. Der Füllstand sollte weder zu hoch noch zu niedrig gehalten werden. Ist der Füllstand zu hoch, wird Fluid mitgerissen, wenn das Gas beispielsweise einem Motor zur Verbrennungsverbesserung zugeführt wird. Mit dem Überdruckventil kann zugleich auch ein Wasserabscheider gekoppelt sein, durch den das Gas hindurchgeleitet wird, um das Mitreißen von Elektrolyt z. B. in den Luftfilter eines Motors in einem Kraftfahrzeug oder in die Düse eines Schweißgerätes zu verhindern. Das Überdruckventil stellt sicher, dass kein Überdruck in dem Abscheidegehäuse sich aufbauen kann, was im ungünstigsten Fall zu einer Explosion führen würde.The level in the reservoir can be kept at an optimum level by an additional surge tank to keep the gas-filled reaction space in the gas separator, ie in the reservoir, as low as possible. The level should not be kept too high or too low. If the level is too high, fluid is entrained when the gas is supplied to, for example, an engine for combustion improvement. At the same time, a water separator can be coupled to the pressure relief valve, through which the gas is passed to the entrainment of electrolyte z. B. in the air filter of an engine in a motor vehicle or in the nozzle of a welding machine to prevent. The pressure relief valve ensures that no overpressure in the separator housing can build up, which in the worst case would lead to an explosion.

Damit ein aus mehreren Elektrolysezellen bestehender Gaserzeuger schwingungsfrei, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug, aufgehängt werden kann, ist in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass mechanische Dämpfungsglieder an dem Gehäuse oder Verbund angebracht sind, über die das Elektrolysegerät in der Karosserie befestigt wird. Durch die geeigneten Dämpfer, wie Öl-Gasdämpfer, Gummiseile oder Schwingungsdämpfer, wird erreicht, dass das Elektrolysegerät von der Vibrationsquelle entkoppelt wird.So that a gas generator consisting of a plurality of electrolytic cells can be suspended free of vibrations, for example in a motor vehicle, a further embodiment provides that mechanical damping members are attached to the housing or composite, by means of which the electrolyzer is fastened in the body. By suitable dampers, such as oil gas dampers, rubber cables or vibration, it is achieved that the electrolyzer is decoupled from the vibration source.

Das Elektrolysegerät nach der Erfindung lässt sich in Verbindung mit einem Schweiß- oder Experimentalgerät ebenso einsetzen wie in Kraftfahrzeugen, um das Brownsche Gas zur Optimierung des Verbrennungsprozesses dem Motor zuzuführen. Es ist auch geeignet für die Verwendung in Verbrennungsprozessen.The electrolyzer according to the invention can be used in conjunction with a welding or experimental device as well as in motor vehicles to supply the Brownian gas to the engine to optimize the combustion process. It is also suitable for use in combustion processes.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen ergänzend erläutert.The invention will be explained in the following with reference to the drawings.

In den Zeichnungen zeigen:In the drawings show:

1 in einer perspektivischen Darstellung einen Rahmen einer Zelle, 1 in a perspective view a frame of a cell,

2 eine in abweichendem Maßstab dargestellte Seitenansicht des Rahmens nach 1 mit eingesetzten Plattenelektroden, 2 a side view of the frame shown in a different scale 1 with inserted plate electrodes,

3 ein Paket aus sechs Zellen in perspektivischer Darstellung zum Anschluss an eine 12-V-Stromversorgungsquelle, 3 a package of six cells in perspective for connection to a 12V power source,

4 einen Rahmen für eine Zelle mit einem besonders geformten Hohlraum, 4 a frame for a cell having a specially shaped cavity,

5 einen Teilausschnitt aus dem Rahmen in 4 in vergrößerter, jedoch nicht maßstabsgerechter Darstellung, 5 a partial section of the frame in 4 in an enlarged but not to scale representation,

6 ein Beispiel eines Überdruckventils, 6 an example of a pressure relief valve,

7 eine Variante eines Elektrolysegerätes aus einer Vielzahl von Zellen, die direkt mit einem Reservoir verbunden sind, 7 a variant of an electrolyzer of a plurality of cells directly connected to a reservoir,

8 das Unterteil eines Gehäuses mit den Zellen und einer Plattenelektrode, 8th the lower part of a housing with the cells and a plate electrode,

9 das Ausführungsbeispiel nach 7 im zerlegten Zustand, 9 the embodiment according to 7 in disassembled condition,

10 ein Elektrolysegerät mit einem doppelten Zellenstapel mit mittiger Abstandswand zum Koppeln mehrerer Zellenstapel und seitlichen Abdeckwänden, 10 an electrolyzer having a double cell stack with a central spacer wall for coupling a plurality of cell stacks and side cover walls,

11 die Abstandswand zum Koppeln mehrerer Zellenstapel und zum Abführen des Gases, die in dem Paket in 10 eingesetzt ist, 11 the spacer wall for coupling a plurality of cell stacks and for discharging the gas contained in the package in FIG 10 is used,

12 einen Gehäuserahmen, der sowohl einen Hohlraum für die Zelle als auch einen Hohlraum für ein Reservoir beinhaltet und in dem Kanäle eingearbeitet sind in der Seitenansicht, 12 a housing frame, which contains both a cavity for the cell and a cavity for a reservoir and in which channels are incorporated in the side view,

13 eine Schnittzeichnung längs der Schnittlinie B-B in 12, aus der der Zellenaufbau und die Abdeckwände sowie die Abstands- oder Trennwand ersichtlich sind, 13 a sectional view along the section line BB in 12 showing the cell structure and the cover walls as well as the spacer or partition wall,

14 einen Schnitt längs der Schnittlinie C-C in 12, aus dem die Kanalstruktur im oberen Bereich und die Zuleitungsöffnung in den Abschlusswänden sichtbar ist, 14 a section along the section line CC in 12 from which the channel structure in the upper Area and the inlet opening is visible in the end walls,

15 eine Draufsicht auf das in 12 dargestellte Zellenpaket und 15 a top view of the in 12 illustrated cell packet and

16 eine Vorderansicht des Ausführungsbeispiels nach 12 mit gestrichelt eingezeichneten Gehäuserahmenzellen und Reservoir. 16 a front view of the embodiment according to 12 with dashed box frame cells and reservoir.

In 1 ist der Rahmen 2 eines Gehäuses einer Zelle 1 dargestellt. Hierbei handelt es sich um einen etwa quadratisch ausgeführten Rahmen 2 aus Kunststoff, der gebrochene Ecken, einen Einlass 5 an der Unterseite, der über eine Durchgangsbohrung in der Rahmenwand bis in den Hohlraum 6 reicht, und einen Auslass 8 an der Oberseite, der gleichartig aufgebaut ist, aufweist. In dem Rahmen 2 sind ferner Durchgangsbohrungen 9 eingebracht, um das Gehäuse mit benachbarten Zellen 1 auf einfache Weise mittels Schrauben verbinden zu können, was aus 3 ersichtlich ist.In 1 is the frame 2 a housing of a cell 1 shown. This is an approximately square executed frame 2 made of plastic, the broken corners, an inlet 5 at the bottom, which has a through hole in the frame wall to the cavity 6 ranges, and an outlet 8th at the top, which is of similar construction, has. In the frame 2 are also through holes 9 introduced to the housing with adjacent cells 1 easy to connect by means of screws, what made 3 is apparent.

In dem relativ schmal gehaltenen Rahmen 2, dessen Hohlraum 6 rund ausgeführt ist und dessen Breite nur wenige Millimeter, z. B. 8 mm, beträgt, ist im Seitenrandbereich 12 ein Dichtungsrand eingearbeitet, der so gestaltet ist, dass die Plattenelektroden 3, 4, wie aus 2 ersichtlich, eingesetzt und darin abgedichtet gehalten werden können. Die beiden Plattenelektroden 3, 4, aus Nickel oder rostfreiem Edelstahl oder aber auch aus Kohlefasern bestehend, können in den Dichtungsring eingedrückt und/oder darin verschweißt und/oder verklebt sein. In die Zelle 1 wird über den Einlass 5 sowohl der Elektrolyt, dies kann beispielsweise wässrige Natrium- oder Kaliumhydroxidlösung sein, und Wasser, das in das Brownsche Gas umgesetzt werden soll, eingegeben. Wenn die Zelle 1 an ein Reservoir 29 angeschlossen ist, aus dem ein Elektrolyt-Wasser-Gemisch durch Schwerkraft oder mittels Pumpe in die Zelle 1 gedrückt wird, so wird die Zelle 1 über den Einlass 5 und den Auslass 8 mit Elektrolyt, z. B. Natrium- oder Kaliumhydroxidlösung niedriger Konzentration, aus dem Reservoir durchspült. Die Breite einer solchen Zelle 1 liegt zwischen 10 mm bis 15 mm. Durch den geringen Abstand zwischen den beiden Plattenelektroden 3, 4 erfolgt eine optimale Gasbildung, wenn an den beiden Elektroden eine Spannung angelegt wird. Die Spannung der Stromversorgungsquelle sollte 1,45 V bis 2,1 V betragen. Die Leistungsaufnahme selbst hängt von der Größe der Platten im Wesentlichen ab. Die Leistungsaufnahme ist ferner von der Elektrolyttemperatur und der Konzentration abhängig. Die Temperatur lässt sich beispielsweise durch eine Temperiereinrichtung, die im Behälter 29 enthalten ist, auf einfache Weise einstellen oder sogar regeln.In the relatively narrow frame 2 whose cavity 6 is executed round and whose width is only a few millimeters, z. B. 8 mm, is in the margin area 12 incorporated a sealing edge, which is designed so that the plate electrodes 3 . 4 , like out 2 can be seen, used and kept sealed therein. The two plate electrodes 3 . 4 , consisting of nickel or stainless steel or even carbon fibers, can be pressed into the sealing ring and / or welded and / or glued therein. In the cell 1 will be over the inlet 5 both the electrolyte, which may be, for example, aqueous sodium or potassium hydroxide solution, and water, which is to be converted into the Brownian gas entered. When the cell 1 to a reservoir 29 connected, from which an electrolyte-water mixture by gravity or by means of a pump in the cell 1 is pressed, so does the cell 1 over the inlet 5 and the outlet 8th with electrolyte, for. As sodium or potassium hydroxide solution of low concentration, rinsed out of the reservoir. The width of such a cell 1 is between 10 mm to 15 mm. Due to the small distance between the two plate electrodes 3 . 4 Optimal gas formation takes place when a voltage is applied to the two electrodes. The voltage of the power source should be 1.45V to 2.1V. The power consumption itself depends essentially on the size of the plates. The power consumption is also dependent on the electrolyte temperature and the concentration. The temperature can be, for example, by a temperature control, in the container 29 is included, easily set or even fixed.

3 zeigt ein Paket aus sechs Einzelzellen 1. Das Paket ist durch Schraubglieder 10 miteinander verschraubt und bildet eine verbaubare Einheit. Die Plattenlektroden 3, 4 zwischen den benachbarten Zellen 1 liegen dicht aneinander, so dass nicht nur der elektrische Widerstand sehr gering ist, sondern auch eine Wärmeabfuhr oder Wärmeübertragung zwischen den Zellen 1 gewährleistet ist. Die beiden äußeren Plattenelektroden 3, 4 werden an die Stromversorgungsquelle angeschlossen. 3 shows a package of six single cells 1 , The package is by screw members 10 screwed together and forms a modular unit. The plate electrodes 3 . 4 between the neighboring cells 1 lie close to each other, so that not only the electrical resistance is very low, but also a heat dissipation or heat transfer between the cells 1 is guaranteed. The two outer plate electrodes 3 . 4 are connected to the power source.

In 4 ist eine Zelle 1 mit drei Einlässen 5 und drei Auslässen 8 dargestellt, die flacher ausgebildet ist, aber eine bogenförmige Ausprägung des Hohlraumes 6 aufweist. Auch dieser Rahmen 2 weist einen Dichtungsrand 7 auf, der rechteckförmig ausgebildet ist und in dem eine Plattenelektrode 3, 4 einsetzbar ist. An beiden Seiten ist ein solcher Dichtungsrand vorgesehen. Die Besonderheit besteht darin, dass im Seitenbereich der Zelle 1 der Hohlraum 6 konvexe Bogenstrukturen aufweist und an den Längsseiten konkave Bogenabschnitte mit trichterförmigen Einlasszonen und Auslasszonen an den Verbindungsstellen 14.In 4 is a cell 1 with three inlets 5 and three outlets 8th shown, which is flatter, but an arcuate shape of the cavity 6 having. Also this frame 2 has a sealing edge 7 on, which is rectangular in shape and in which a plate electrode 3 . 4 can be used. On both sides of such a sealing edge is provided. The special feature is that in the side area of the cell 1 the cavity 6 has convex arch structures and on the longitudinal sides concave arc sections with funnel-shaped inlet zones and outlet zones at the joints 14 ,

Ein vergrößerter Ausschnitt ist in 5 dargestellt. Die bauliche Anordnung fördert das Strömungsverhalten der hindurchfließenden wässrigen Elektrolytlösung und fördert damit den Reaktionsprozess bei der Gasaufspaltung. Das Gas wird über die Auslässe 8 zusammen mit dem strömenden Elektrolyten an ein Reservoir abgegeben, das vorzugsweise mit einem Überdruckventil gemäß 6 ausgestattet ist. Dieses magnetische Ventil weist eine gummierte Metallkugel 15 auf, die an einer Dichtungsfläche 17 anliegt, die den oberen, durch eine Kappe gesicherten Raum von dem Sammelraum abtrennt, der sich unter der Trennwand im Ventilgehäuse 16 befindet und eine Durchströmöffnung 18 aufweist. Der Magnet 19 zieht die Kugel mit einer bestimmten Magnetkraft an. Wird diese vom Gasdruck überwunden, hebt die Kugel von der Dichtungsfläche 17 ab, so dass Gas entweichen kann, wodurch die Explosionsgefahr im Reservoir selbst minimiert wird.An enlarged section is in 5 shown. The structural arrangement promotes the flow behavior of the flowing through the aqueous electrolyte solution and thus promotes the reaction process in the gas splitting. The gas gets over the outlets 8th delivered together with the flowing electrolyte to a reservoir, preferably with a pressure relief valve according to 6 Is provided. This magnetic valve has a rubberized metal ball 15 on that on a sealing surface 17 is applied, which separates the upper, secured by a cap space from the plenum, located below the partition wall in the valve housing 16 located and a flow opening 18 having. The magnet 19 attracts the ball with a certain magnetic force. If this is overcome by the gas pressure, the ball lifts from the sealing surface 17 so that gas can escape, minimizing the risk of explosion in the reservoir itself.

In den 7, 8 und 9 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Gehäuserahmen 2 geteilt sind und jeweils zu einem Stapel zusammengefügt sind. Es entsteht praktisch eine untere Gehäusehälfte 25 und eine obere Gehäusehälfte 26. Die Abdichtungsflächen zu den Plattenelektrodenkanten sind dabei durch die beim Stapeln oder im Spritzgießverfahren o. ä. gebildeten Nuten 27 realisiert. Diese sind so dimensioniert, dass beim Einfügen der Plattenelektroden 3, 4 eine Abdichtung gegeben ist. Es ist aber ersichtlich, dass auch bei dieser Konstruktion keine Kanten der Plattenelektroden 3, 4 in dem zwischen zwei benachbarten Platten gebildeten Hohlraum, der mit Elektrolyt gefüllt ist, vorstehen. Zugleich ist an diesem Stapel auch ein unterer Kanal 32, in den die Einlässe der einzelnen Zellen 1 münden, mit angeformt bzw. eingesetzt. Obenseitig, wie aus 9 ersichtlich, ist auch ein gemeinsamer Kanal 33 vorgesehen, der die Auslässe der Zellen 1 miteinander verbindet. Beide Kanäle 32, 33 münden in einem Reservoir 29, in dem sich mit destilliertem Wasser verdünnter Elektrolyt befindet. Im Ausführungsbeispiel ist der obere Kanal 33 relativ hoch gelegt. Er kann aber auch in einem Kanal münden, der in dem Reservoir 29 angeordnet ist und einen Austritt unterhalb des Flüssigkeitsspiegels aufweist. In jedem Fall ist oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Reservoir 29 ein Gasraum gegeben. Das Gas wird über einen Gasauslass 31 abgeführt und seiner Verwendung zugeführt. Der Gasauslass 31 kann mit dem zuvor beschriebenen Filter und den Drucksicherheitseinrichtungen gekoppelt sein. Selbstverständlich können anstelle eines Stapels von einzelnen Gehäuserahmen 2 die untere Gehäusehälfte 25 und die obere Gehäusehälfte 26 auch je im Ganzen z. B. im Spritzgießverfahren aus Kunststoff gefertigt werden, wobei zugehörige Kanäle 32, 33 mit angeformt werden können. In diesem Fall entfallen die zur Sicherung vorgesehenen Schraubglieder 10. Die Kontaktierung der äußeren Elektroden kann wie bereits beschrieben vorgenommen werden, es kann aber auch eine seitliche Abdeckwand vorgesehen sein, in der eine Bohrung eingebracht ist, durch die ein Kabel eingeführt werden kann, um mit den Kontaktierungsstellen verbunden werden zu können. Nicht dargestellt ist die Abdichtung, der zusammengefügten Gehäusehälften (25, 26) nach außen, z. B. durch Verschweißen oder mittels eines Dichtungsringes in der dann als Schraubflanschrand auszubildenden Berührungsfläche von der unteren Gehäusehälfte 25 und der oberen Gehäusehälfte 26, die dann jeweils durch geteilte seitliche Abdeckwände zu ergänzen sind, um den Schraubenflanschrand stirnseitig zu schließen.In the 7 . 8th and 9 an embodiment is shown in which the housing frame 2 are divided and joined together to form a stack. It practically creates a lower housing half 25 and an upper shell half 26 , The sealing surfaces to the plate electrode edges are characterized by the grooves formed during stacking or injection molding o. Ä 27 realized. These are dimensioned so that when inserting the plate electrodes 3 . 4 a seal is given. It can be seen, however, that even with this construction no edges of the plate electrodes 3 . 4 in the cavity formed between two adjacent plates, which is filled with electrolyte protrude. At the same time, this stack also has a lower channel 32 in which the inlets of each cell 1 open, with molded or inserted. Top side, like out 9 is also a common channel 33 provided the outlets of the cells 1 connects with each other. Both channels 32 . 33 flow into a reservoir 29 , in which there is diluted electrolyte with distilled water. In the embodiment, the upper channel 33 relatively high. But it can also lead to a channel in the reservoir 29 is arranged and has an outlet below the liquid level. In any case, above the liquid level in the reservoir 29 given a gas space. The gas is via a gas outlet 31 discharged and fed to its use. The gas outlet 31 may be coupled to the previously described filter and the pressure safety devices. Of course, instead of a stack of individual housing frames 2 the lower half of the housing 25 and the upper half of the housing 26 also ever as a whole z. B. are made by injection molding of plastic, with associated channels 32 . 33 can be molded with. In this case eliminates the provided for securing screw members 10 , The contacting of the outer electrodes can be carried out as already described, but it can also be provided a lateral cover wall, in which a bore is introduced, through which a cable can be inserted in order to connect to the contacting points can. Not shown is the seal, the assembled housing halves ( 25 . 26 ) to the outside, z. B. by welding or by means of a sealing ring in the then to be formed as a screw flange contact surface of the lower housing half 25 and the upper half of the housing 26 , which are then to be supplemented by shared lateral cover walls to close the screw flange edge frontally.

7 zeigt, dass die Ausführungsform sehr kompakt ist und beispielsweise auch in ein Kraftfahrzeug einfach einsetzbar ist, um das erzeugte Brownsche Gas zur Verbesserung der Verbrennung des Verbrennungsmotors dem Luft-Gas-Gemisch zuführen zu können. 7 shows that the embodiment is very compact and is also easy to use, for example, in a motor vehicle to be able to supply the generated Brownian gas to improve the combustion of the internal combustion engine the air-gas mixture can.

In den 10 bis 16 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, das zeigt, dass es auch möglich ist, unter Verwendung der Rahmenkonstruktion, neben einem Zellenpaket gleichzeitig oberhalb der Zellen 1 ein Reservoir 29 zu bilden.In the 10 to 16 another embodiment is shown, which shows that it is also possible, using the frame construction, next to a cell stack at the same time above the cells 1 a reservoir 29 to build.

Aus 10 ist ersichtlich, dass zwei Zellenpakete 22, 23 aus Gehäuserahmen 2 gebildet sind. Hier handelt es sich beispielsweise um Kunststoffrahmen, die wie im Ausführungsbeispiel in 1 einen Dichtungsrand 7 um einen Hohlraum 6, der ein Durchbruch in dem Rahmen ist, aufweisen. Zusätzlich ist in die Rahmenstruktur untenseitig für den Einlass 5 ein Verbindungskanal 34 in die Rahmenwand, beispielsweise U-förmig, eingearbeitet. Ein weiterer kanalförmiger Auslass 36 ist in gleicher Ausführung eingearbeitet. Beide Kanäle 32, 33 münden in dem obenseitig vorgesehen Hohlraum 35, der als Durchbruch vorgesehen ist und gemeinsam mit den aneinandergefügten Gehäuserahmen 2 ein Reservoir 29 bildet. Die Struktur des benachbarten Rahmens ist so aufgebaut, dass nach dem Einlegen der Plattenelektrode und dem Auflegen des nächsten Gehäuserahmens sowohl eine hermetische Abdichtung einer Zelle 1 erfolgt als auch die Kanäle 32, 33 ihre endgültige Ausprägung erhalten, so dass über dem Verbindungskanal 34 aus dem Reservoir 29 der Elektrolyt nachfließen kann und die Zelle voll ausfüllt und das durch die Elektrolyse entstandene Gas in das Reservoir 29 einströmt. Wenn der Elektrolytspiegel hoch genug im Reservoir ist, wird der mit dem Gas mitgeführte Elektrolyt direkt dem Elektrolyt-Wasser-Gemisch im Reservoir 29 zugeführt und das Gas gereinigt. Das Gas kann sich in dem darüber befindlichen Gasraum sammeln. Im Falle, dass der Auslass 8 obenseitig mündet, kann es durch die mit dem Gas mit transportierten Teile des Elektrolyten zu einer Schaumbildung kommen. In diesem Falle empfiehlt es sich, in den Gasauslass 31 einen Membranfilter einzusetzen. Jedes Zellenpaket 22 ist gleichstrukturiert ausgeführt. Zwischen den beiden Zellenpaketen ist ferner eine Abstandswand 24, wie sie in 11 dargestellt ist, eingefügt. Diese weist die gleiche Grundstruktur auf wie die Gehäuserahmen 2, nämlich auch einen Durchbruch 35 zur Bildung eines gemeinsamen Reservoirs 29, das aus den 12, 13 und 14 ersichtlich ist. Die in diesem Ausführungsbeispiel rechteckförmige Plattenelektrode wird auf den hier gegebenen großflächigen Dichtungsrand aufgelegt und bildet eine Seitenelektrode, die Abstandswand 24 weist zentrisch in dem unteren Feld, das die Plattenelektrode aufnimmt, eine Kabeldurchführung 28 auf, so dass von außen über eine seitliche Bohrung das Kabel eingeführt und mit der Elektrode verbunden werden kann. Auf der anderen Seite dieses Isolierkörpers befindet sich die andere Elektrode des Nachbarpaketes 22, 23, so dass auch dieses Paket kontaktiert werden kann.Out 10 it can be seen that two cell packets 22 . 23 from case frame 2 are formed. These are, for example, plastic frames, as in the embodiment in 1 a sealing edge 7 around a cavity 6 which is a breakthrough in the frame. Additionally, in the frame structure is the bottom for the inlet 5 a connection channel 34 in the frame wall, for example, U-shaped, incorporated. Another channel-shaped outlet 36 is incorporated in the same design. Both channels 32 . 33 open into the cavity provided on top 35 , which is intended as a breakthrough and together with the joined together housing frame 2 a reservoir 29 forms. The structure of the adjacent frame is constructed so that after inserting the plate electrode and placing the next case frame, both a hermetic seal of a cell 1 takes place as well as the channels 32 . 33 get their final expression, so that over the connection channel 34 from the reservoir 29 the electrolyte can flow and the cell fills up completely and the gas resulting from the electrolysis in the reservoir 29 flows. When the electrolyte level is high enough in the reservoir, the electrolyte entrained with the gas directly becomes the electrolyte-water mixture in the reservoir 29 fed and cleaned the gas. The gas can collect in the gas space above it. In the event that the outlet 8th opens on top, it may come through the gas with transported parts of the electrolyte to a foaming. In this case, it is recommended to enter the gas outlet 31 to use a membrane filter. Every cell package 22 has the same structure. Between the two cell packets is also a spacer wall 24 as they are in 11 is shown inserted. This has the same basic structure as the housing frame 2 , namely a breakthrough 35 to form a common reservoir 29 that from the 12 . 13 and 14 is apparent. The rectangular plate electrode in this embodiment is placed on the large-area sealing edge given here and forms a side electrode, the spacer wall 24 has a cable feedthrough centrally in the lower panel receiving the plate electrode 28 so that the cable can be inserted from the outside via a lateral bore and connected to the electrode. On the other side of this insulating body is the other electrode of the neighboring package 22 . 23 so that even this package can be contacted.

Aus 11 ist ferner ersichtlich, dass oben ein Kanal 33 ausgeformt ist, in dem ein Gasauslass 31 mündet, so dass das Gas sich in dem im Reservoir 29 oberhalb des Flüssigkeitspegels gebildeten Gasraumes ansammelt. Mittels der Abstandswand 24 können beliebig viele Zellenpakete zu einer Einheit zusammengefügt werden. Nicht dargestellt ist der Fall, dass nur ein einziges Zellenpaket benötigt wird: Eine der stirnseitigen Abdeckwände 20 ist in diesem Falle oben mit einem Gasauslass 31 versehenOut 11 It can also be seen that a channel is at the top 33 is formed in which a gas outlet 31 flows, so that the gas is in the reservoir 29 accumulates above the liquid level formed gas space. By means of the spacer wall 24 Any number of cell packages can be combined to form one unit. Not shown is the case that only a single cell package is needed: One of the frontal cover walls 20 is in this case up with a gas outlet 31 Mistake

Die Schnittzeichnung in 14 zeigt den Kanal, der durch alle anderen Gehäuserahmen 2 geführt ist.The sectional drawing in 14 shows the channel passing through all the other enclosure frames 2 is guided.

Die Schnittzeichnung in 13 zeigt den Auslass 31, der in dem Kanal 33 mündet. Selbstverständlich können Dichtungsmittel wie Dichtungsringe 38 an den einzelnen Gehäuserahmen 2 sowie der Abstandswand 24 vorgesehen sein, um eine Dichtung zum Nachbarrahmen herzustellen. Wenn diese Teile aber verschweißt werden oder aus solchem Kunststoff gefertigt werden, der eine Eigenelastizität aufweist und somit eine Dichtung ermöglicht, so ist ein solches Paket auf einfache Weise über die vorgesehenen Bohrungen 37, die umlaufend am Randbereich vorgesehen sind, verbindbar. In die Bohrungen werden Stangen eingeführt, auf die Schrauben aufschraubbar sind, so dass das ganze Gebilde zusammengehalten wird, wobei gleichzeitig jede Zelle gegenüber der anderen abgedichtet ist und das Reservoir 29 gleichzeitig entsteht. Außenseitig sind zwei Abdeckwände 20 angefügt, die die Kabeldurchführungen 28 aufweisen, um die Kontaktierungen auf den äußeren Plattenelektroden 3, 4 vornehmen zu können.The sectional drawing in 13 shows the outlet 31 who is in the channel 33 empties. Of course, sealants such as gaskets 38 at the individual case frame 2 as well as the distance wall 24 be provided to produce a seal to the neighboring frame. But if these parts are welded or made of such plastic, which has an inherent elasticity and thus allows a seal, such a package is in a simple manner on the holes provided 37 , which are provided circumferentially at the edge region, connectable. Rods are inserted into the bores, onto which screws can be screwed, so that the entire structure is held together, at the same time each cell is sealed off from the other and the reservoir 29 arises simultaneously. On the outside are two cover walls 20 attached to the cable glands 28 have the contacts on the outer plate electrodes 3 . 4 to be able to make.

Des Weiteren zeigen 10 bis 16, dass auch eine Nachfüllöffnung 30 vorgesehen ist, um Elektrolyt und/oder Wasser nachfüllen zu können. Nicht dargestellt sind beispielsweise Temperaturfühler, die die Temperatur des Elektrolyt-Wasser-Gemisches in dem Reservoir 29 messen, um beispielsweise nicht dargestellte Temperiereinrichtungen einzuschalten, um die Temperatur zu halten.Further show 10 to 16 that also has a refill opening 30 is provided to refill electrolyte and / or water can. Not shown, for example, temperature sensors, which are the temperature of the electrolyte-water mixture in the reservoir 29 measure, for example, turn on tempering, not shown, to maintain the temperature.

Die Gesamtheit der oberen rechteckförmigen Durchbrüche bzw. Hohlräume 6 bildet das Reservoir 29 für die wasserverdünnte Elektrolytlösung mit einem Gasraum darüber. Das Gas gelangt über den kanalförmigen Auslass 36 in den Gehäuserahmen 2 in das Reservoir 29, so dass die mit den Gasbläschen mitgezogenen Elektrolyte sich wieder absetzen können. Durch den Kreislauf wird ein Sog erzeugt, so dass über den Kanal 34 automatisch Elektrolyt aus dem Reservoir 29 nachgesogen wird. Dadurch wird eine Strömung in Gang gesetzt und erhalten, die für eine schnelle Ablösung der Gasbläschen von den Plattenelektroden 3, 4 sorgt und für einen steten Austausch des zwischen den Plattenelektroden 3, 4 arbeitenden Elektrolyts, wenn an die äußeren Elektroden die Stromquelle angeschlossen ist. Durch den steten Austausch des Elektrolyt-Wasser-Gemisches zwischen den Plattenelektroden wird zugleich eine Aufheizung des Elektrolyten minimiert. Gemäß diesem Konstruktionsprinzip hat jede Zelle einen separaten Elektrolytzufluss und -abfluss. Durch die Einbettung der Kanten der Plattenelektroden 3, 4 können keine Spannungsspitzen wirksam werden. Ein Aufbau des Zellenpaketes ist mit beliebig vielen Einzelzellen möglich. Das Zellenpaket ist kompakt, einfach zu montieren und in der Großserienfertigung kostengünstig herzustellen.The entirety of the upper rectangular openings or cavities 6 forms the reservoir 29 for the water-diluted electrolyte solution with a gas space above. The gas passes over the channel-shaped outlet 36 in the case frame 2 in the reservoir 29 so that the electrolytes entrained with the gas bubbles can settle again. Through the circuit a suction is created, so that over the channel 34 automatically electrolyte from the reservoir 29 is sucked. This will initiate and maintain a flow necessary for rapid separation of the gas bubbles from the plate electrodes 3 . 4 ensures and for a constant exchange of between the plate electrodes 3 . 4 working electrolyte, when the external electrodes, the power source is connected. Due to the constant exchange of the electrolyte-water mixture between the plate electrodes, a heating of the electrolyte is minimized at the same time. According to this design principle, each cell has a separate electrolyte inflow and outflow. By embedding the edges of the plate electrodes 3 . 4 No voltage peaks can be effective. A structure of the cell package is possible with any number of individual cells. The cell package is compact, easy to assemble and cost-effective to produce in mass production.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Zellecell
22: Gehäuserahmenhousing frame
33: Plattenelektrodeplate electrode
44: Plattenelektrodeplate electrode
55: Einlassinlet
66: Hohlraumcavity
77: Dichtungsrandsealing edge
88th: Auslassoutlet
99: Bohrungdrilling
1010: Schraubgliedersaid screw
1111: Eckenbereichcorner area
1212: SeitenrandbereichSide edge region
1313: Bogenbow
1414: Verbindungsstellejunction
1515: KugelBullet
1616: Ventilgehäusevalve housing
1717: Dichtungsflächesealing surface
1818: DurchströmungsöffnungFlow opening
1919: Magnetmagnet
2020: Abdeckwandcover wall
2222: Paketpackage
2323: Paketpackage
2424: Abstandswanddistance wall
2525: untere Gehäusehälftelower half of the housing
2626: obere Gehäusehälfteupper half of the housing
2727: Nutengroove
2828: KabeldurchführungGrommet
2929: Reservoirreservoir
3030: Nachfüllöffnungrefill
3131: Gasauslassgas outlet
3232: Kanalchannel
3333: Kanalchannel
3434: Verbindungskanalconnecting channel
3535: Hohlraumcavity
3636: kanalförmiger Auslasschannel-shaped outlet
3737: Bohrungdrilling
3838: Dichtungsringsealing ring

Claims

An electrolyzer for generating one or more gases from water with a housing of plastic or other insulating material having plate electrodes disposed therein, the outer plate electrodes being connected to a power source, the housing having at least one inlet for an electrolyte and / or water and or a mixture thereof and at least one outlet for the gas obtained by electrolysis, the electrolyzer comprising at least one cell ( 1 ), each having a housing frame ( 2 ) made of plastic or other insulating material and on both sides of it or sealed therein fixed plate electrodes ( 3 . 4 ) of metal, each plate electrode ( 3 . 4 ) with a defined perimeter area is embedded and each cell ( 1 ) at least one own inlet ( 5 ) for the electrolyte and / or for the water and / or a mixture thereof and at least one gas outlet ( 8th ), which opens into or is connected to a separate gas space, characterized in that in the cell ( 1 ) in the cavity ( 6 ) between the adjacent plate electrodes ( 3 . 4 ) a structure promoting the flow of the electrolyte and of the water is introduced, with a partition wall with channels, that a reservoir ( 29 ) with a gas outlet ( 31 ) and that the framework ( 2 ) in the corner areas ( 11 ) and / or in the page area ( 12 ) and / or extending over the upper and lower longitudinal sides has an arch structure, wherein the arches in the side areas ( 12 ) convex and the arches ( 13 ) are concave on the longitudinal sides and at the connection points ( 14 ) of two adjacent arches ( 11 . 13 ) the inlets ( 5 ) and the outlets ( 8th ) are provided.

Electrolyser according to claim 1, characterized in that the reservoir ( 29 ) partially below, laterally or above the cells ( 1 ) and that in the housing of the electrolyzer integrated vane pump, which lies in the electrolyte feed stream or discharge and is so wide that they all inlets ( 5 ) sweeps the electrolyte evenly across the inlets ( 5 ) in the cavities ( 6 ) between the plate electrodes ( 3 . 4 ) or via the outlets ( 8th ) sucks.

Electrolyser according to claim 1, characterized in that a plurality of cells ( 1 ) are strung together in a package, with the neighboring cells ( 1 ) only by one plate electrode ( 3 . 4 ) and that the outer plate electrodes ( 3 . 4 ) of the packet thus formed are each connected to one of the poles of the power source and the housing frame ( 2 ) are connected to one another in a form-fitting, non-positive or material-locking manner and that between two packages ( 22 . 23 ) of cells ( 1 ) a spacer wall ( 24 ) is interposed.

Electrolyser according to one of the preceding claims, characterized in that in the housing frame ( 2 ) at least one channel at the bottom ( 32 ), which has branches which are located in the cavities ( 6 ) of the cells ( 1 ) and with a connection to a reservoir ( 29 ) above or to the side of the cells ( 1 ) and that channel-shaped outlets ( 36 ) in a housing frame ( 2 ) incorporated common channel ( 33 ) in the reservoir ( 29 ) open directly or via a connecting line above the outlet in the liquid level range.

Electrolyser according to claim 1, characterized in that the housing frame ( 2 ) is formed such that above the cavity ( 6 ) of the cell ( 1 ) a cavity ( 35 ) given by the cavity ( 6 ) of the cell ( 1 ) and the reservoir ( 29 ) and that the reservoir ( 29 ) a refill opening ( 30 ) having.

Electrolyser according to claim 3 and 5, characterized in that the refill opening ( 30 ) and / or the gas outlet ( 31 ) on the top or side in or on the housing frame ( 2 ), the distance wall ( 24 ) or the cover wall ( 20 ) are arranged.

Electrolyser according to claim 1, characterized in that the housing frame ( 2 ) between the two plate electrodes ( 3 . 4 ) the width and the shape of the cavity ( 6 ) and sealing edges on both sides ( 7 ) and / or O-seals into which the plate electrodes ( 3 . 4 ) and that the plate electrodes ( 3 . 4 ) made of metal or conductive plastic or carbon fibers.

Electrolyser according to claim 1, characterized in that the width dimension of a cell is 10 mm to 18 mm, wherein the cavity width is 0.5 mm to 12 mm.

Electrolyser according to claim 1, characterized in that above the liquid level in the cavity ( 6 ) of the cell ( 1 ) there is a foam space of defined size into which an outlet ( 8th ) opens with an inserted filter assembly which has a membrane function which allows the gas produced by electrolysis to pass but retains moisture and foam.

Electrolyser according to claim 1, characterized in that the plate electrode ( 3 . 4 ) obliquely inclined in the housing frame ( 2 ) is arranged and the cavity ( 6 ) of the cell ( 1 ) runs obliquely.

Electrolyser according to claim 1, characterized in that the reservoir ( 29 ) is used as a reservoir, the filling mass is substantially greater than that of the individual cells.

Electrolyser according to claim 9, characterized in that the housing or the stacking block is provided with oil, gas or rubber dampers, via which the housing or the block in a motor vehicle or other vehicle or in another room on walls or body parts can be fastened ,

Electrolyser according to claim 1, characterized in that temperature sensors provided that the ambient temperature and the temperature in each of the cells ( 1 ) and / or in the reservoir ( 29 ) and that a tempering device in the cells ( 1 ) and / or in the reservoir ( 29 ) are provided.

Electrolyser according to claim 13, characterized in that a Peltier element is provided for cooling.

Electrolyser according to claim 1 or 13, characterized in that in the reservoir ( 29 ) a temperature sensor is provided which is connected to a control device, via which the tempering device is adjustable, and that when a certain temperature is exceeded cells ( 1 ) are switched on and turned off when falling below.

Electrolyser according to claim 1, characterized in that a plurality of cells ( 1 ) are connected together in a surface next to each other or arbitrarily spatially distributed by series connection, wherein the first and last cell with the plus or minus pole of the power source and the positive pole of each subsequent cell ( 1 ) with the negative pole of the previous cell ( 1 ) are connected.