DE202012012463U1

DE202012012463U1 - Electrolysis device for generating at least one reaction product and a system for providing the generated reaction product for a consumer

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Publication number: DE202012012463U1
Application number: DE202012012463U
Authority: DE
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Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2012-11-12
Publication date: 2013-02-25
Anticipated expiration: 2022-11-13

Abstract

Elektrolyseeinrichtung (200) zur Erzeugung mindestens eines Reaktionsproduktes aus einem Fluid in einem elektrischen Feld umfassend: einen ersten Behälter (290) zur Zerlegung des Fluids in das Reaktionsprodukt, insbesondere Wasserstoff und Sauerstoff, in dem elektrischen Feld mit: mindestens einem Zuführkanal (210) zum Zuführen des Fluids; einem Grundkörper mit einem Innenraum (205) zum Aufnehmen des Fluids; zwei Elektroden in dem Innenraum (205) zum Anlegen einer elektrischen Gleichspannung zum Erzeugen des elektrischen Feldes; mindestens einem Abführkanal (220) zum Abführen des erzeugten Reaktionsproduktes; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode in dem Innenraum (205) des ersten Behälters (290) als feststehende Statorelektrode (250) ausgebildet ist; die zweite Elektrode in dem Innenraum (205) des ersten Behälters (290) als Rotorelektrode (240) ausgebildet ist; und die Rotorelektrode (240) relativ zu der Statorelektrode (250) bewegbar angeordnet ist.An electrolysis device (200) for generating at least one reaction product from a fluid in an electric field, comprising: a first vessel (290) for separating the fluid into the reaction product, in particular hydrogen and oxygen, in the electric field, comprising: at least one feed channel (210) Supplying the fluid; a base body having an inner space (205) for receiving the fluid; two electrodes in the inner space (205) for applying a direct electrical voltage for generating the electric field; at least one discharge channel (220) for discharging the generated reaction product; characterized in that the first electrode is formed in the inner space (205) of the first container (290) as a stationary stator electrode (250); the second electrode is formed in the inner space (205) of the first container (290) as a rotor electrode (240); and the rotor electrode (240) is movably disposed relative to the stator electrode (250).

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrolyseeinrichtung zur Erzeugung mindestens eines Reaktionsproduktes aus einem Fluid in einem elektrischen Feld. Die Elektrolyseeinrichtung umfasst einen ersten Behälter zur Zerlegung des Fluids in das Reaktionsprodukt in dem elektrischen Feld mit mindestens einem Zuführkanal zum Zuführen des Fluids, mit einem Innenraum zum Aufnehmen des Fluids, mit zwei Elektroden in dem Innenraum zum Anlegen einer elektrischen Gleichspannung zum Erzeugen des elektrischen Feldes und mit mindestens einem Abführkanal zum Abführen des erzeugten Reaktionsproduktes.The invention relates to an electrolysis device for generating at least one reaction product from a fluid in an electric field. The electrolyzer comprises a first vessel for separating the fluid into the reaction product in the electric field with at least one feed channel for supplying the fluid, with an interior for receiving the fluid, with two electrodes in the interior for applying a DC electrical voltage to generate the electric field and at least one discharge channel for discharging the generated reaction product.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anlage zum Bereitstellen des erzeugten Reaktionsproduktes für einen Verbraucher.Furthermore, the invention relates to a system for providing the generated reaction product for a consumer.

Aus der Druckschrift WO 2005/052214 ist eine Vorrichtung zum Herstellen eines Gases bekannt, bei der eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, elektrolytisch behandelt und mit einem Stoff versetzt wird, um die Elektrolyse zu beschleunigen.From the publication WO 2005/052214 For example, an apparatus for producing a gas is known in which a liquid, in particular water, is electrolytically treated and mixed with a substance in order to accelerate the electrolysis.

Vorrichtungen zur elektrolytischen Behandlung von Flüssigkeiten zur Herstellung von Wasserstoff oder eines Wasserstoff/Sauerstoff-Gemischs sind bereits bekannt. Bei den grundlegenden, elektrolytischen Verfahren werden zwei Elektroden, die mit einem Plus- und einem Minuspol einer Spannungsquelle verbunden sind, in einem Behälter mit Wasser angeordnet. Sobald Strom durch das Wasser fließt, steigen Sauerstoffgase und Wasserstoffgase aus der Flüssigkeit auf. Diese Spaltung von Wasser nennt man „Elektrolyse”.Devices for the electrolytic treatment of liquids for the production of hydrogen or a hydrogen / oxygen mixture are already known. In basic electrolytic processes, two electrodes connected to a plus and one minus pole of a voltage source are placed in a container of water. As current flows through the water, oxygen gases and hydrogen gases from the liquid rise. This splitting of water is called "electrolysis".

Aus der Druckschrift WO 2010/000355 ist ebenfalls eine Vorrichtung zum Herstellen eines Sauerstoff-Wasserstoffgemisches bekannt. Die Vorrichtung ist zum Erzeugen von Knallgas vorgesehen, wobei ein erster Kanal zur Zufuhr von Wasser in die Membranelektrodenanordnung und ein zweiter Kanal zur Abfuhr des erzeugten Gasgemisches beschrieben werden.From the publication WO 2010/000355 An apparatus for producing an oxygen-hydrogen mixture is also known. The device is provided for generating oxyhydrogen gas, wherein a first channel for supplying water into the membrane electrode assembly and a second channel for discharging the generated gas mixture are described.

Diese Vorrichtung ist kostenaufwendig, da die beidseitig katalytisch wirkenden durchlässigen Elektroden mit einer Polymerbeschichtung versehen sind. Weiterhin ist die konstruktive Anordnung dieser Elektroden sehr umständlich im Herstellungsverfahren.This device is costly, since the bilaterally catalytically permeable electrodes are provided with a polymer coating. Furthermore, the structural arrangement of these electrodes is very cumbersome in the manufacturing process.

Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen und Verfahren zum Herstellen eines Reaktionsproduktes, vorzugsweise Wasserstoff oder Knallgas, sind neben dem Zusatz von Fremdprodukten in das Wasser wie beispielsweise Säuren, Basen oder Salze zur besseren Leitfähigkeit des Gleichstroms auch die hochwertigen Ausführungen der Elektroden mit beispielsweise einer Titanbeschichtung. Dadurch werden die bekannten Vorrichtungen nicht nur teuer in der Herstellung, sondern auch anfällig und somit teuer in der Wartung.A disadvantage of the known devices and methods for producing a reaction product, preferably hydrogen or oxyhydrogen, in addition to the addition of foreign products in the water such as acids, bases or salts for better conductivity of the DC and the high-quality versions of the electrodes with, for example, a titanium coating. As a result, the known devices are not only expensive to manufacture, but also prone and thus expensive to maintain.

Weiterhin ist es im Stand der Technik üblich, das erzeugte Reaktionsprodukt, wie beispielsweise Wasserstoff zu speichern, da der Bedarf beim Verbraucher zeitversetzt zu einer günstigen Erzeugung auftritt. Das bekannteste Beispiel ist die Erzeugung von Wasserstoff durch günstigen Nachtstrom und die Verwendung des erzeugten Wasserstoffs zum Antrieb eines Verbrauchers während der Tageszeit.Furthermore, it is customary in the prior art to store the reaction product produced, such as hydrogen, since the demand from the consumer occurs with a time delay to a favorable production. The best known example is the generation of hydrogen by cheap night-time electricity and the use of the generated hydrogen to drive a consumer during the daytime.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Einrichtung zum Erzeugen eines Reaktionsproduktes zu optimieren und zu verbessern. D. h., dass die Elektrolyseeinrichtung kompakt aufgebaut und preisgünstiger ausgestaltet sein soll. Auch soll im Vergleich zu den bekannten Elektrolyseeinrichtungen der Wirkungsgrad und die Reaktionsgeschwindigkeit bei Niedrighaltung der Kosten verbessert werden. Weiterhin soll das erzeugte Reaktionsprodukt umgehend zu einem Verbraucher weitergeleitet werden um die Nachteile einer Zwischenspeicherung zu vermeiden.The object of the invention is to optimize a generic device for generating a reaction product and improve. D. h., That the electrolysis device is designed to be compact and cheaper. Also, in comparison to the known electrolysis devices, the efficiency and the reaction rate should be improved while keeping the costs low. Furthermore, the generated reaction product should be forwarded immediately to a consumer to avoid the disadvantages of caching.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Dieser Gegenstand ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Elektrode in dem Innenraum des ersten Behälters als feststehende Statorelektrode ausgebildet ist, die zweite Elektrode in dem Innenraum des ersten Behälters als Rotorelektrode ausgebildet ist und die Rotorelektrode relativ zu der Statorelektrode bewegbar angeordnet ist.This object is achieved by the subject matter of claim 1. This object is characterized in that the first electrode is formed in the interior of the first container as a fixed stator electrode, the second electrode is formed in the interior of the first container as a rotor electrode and the rotor electrode relative is arranged movably to the stator electrode.

Der Beschreibung der Erfindung liegen folgende Begrifflichkeiten zugrunde:The description of the invention is based on the following terms:

Reaktionsprodukt: Reaction product:

Bei einer Elektrolyse entstehen die Gase Wasserstoff und Sauerstoff. Ein Gemisch dieser Gase ist Knallgas. Als Reaktionsprodukt im erfindungsgemäßen Sinn ist Wasserstoff und/oder Sauerstoff oder Knallgas gemeint.In an electrolysis, the gases are hydrogen and oxygen. A mixture of these gases is oxyhydrogen. The reaction product in the sense of the invention is hydrogen and / or oxygen or oxyhydrogen.

Statorelektrode:stator electrode:

Als Stator wird erfindungsgemäß der ortsfeste rohrförmige Grundkörper des ersten Behälters verstanden. Optional weist dieser Grundkörper flächenförmige Kreissegmente auf, die sich von der Wandung des Grundkörpers radial in dessen Innenraum erstrecken. Sowohl der Grundkörper wie auch die elektrisch leitend mit dem Grundkörper verbundenen Kreissegmente werden als Statorelektrode im Sinne der Erfindung verstanden. An diese Bauteile ist ein Pol einer Spannungsquelle anschließbar.As a stator according to the invention, the stationary tubular body of the first container understood. Optionally, this base body has planar circular segments which extend radially from the wall of the base body into its interior. Both the basic body as well as the electrically connected to the main body circle segments are understood as a stator electrode in the context of the invention. A pole of a voltage source can be connected to these components.

Rotorelektrode:Rotor electrode:

Die erfindungsgemäße Rotorelektrode ist im Innenraum des ersten Behälters relativ bewegbar zu der feststehenden Statorelektrode angeordnet. Die Rotorelektrode weist eine zylinderförmige Achse auf, die sich entlang der Längsachse des ersten Behälters erstreckt. Optional können sich von der Achse Kreissegmente radial erstrecken. An die Rotorelektrode ist der andere Pol der Spannungsquelle, die ebenfalls die Statorelektrode versorgt, angelegt. Zwischen Statorelektrode und Rotorelektrode fließt bei angeschlossener Spannungsquelle ein Strom.The rotor electrode according to the invention is arranged in the interior of the first container relatively movable to the stationary stator electrode. The rotor electrode has a cylindrical axis extending along the longitudinal axis of the first container. Optionally, circle segments may extend radially from the axis. The other pole of the voltage source, which also supplies the stator electrode, is applied to the rotor electrode. A current flows between the stator electrode and the rotor electrode when the voltage source is connected.

Verbraucher:Consumer:

Im erfindungsgemäßen Sinne werden im allgemeinen Kraftfahrzeuge, Turbinen und Motoren für Schiffe als Verbraucher bezeichnet. Unter dem Begriff Verbraucher werden Verbrennungskraftmaschinen wie Verbrennungsmotore, z. B. Hubkolben- oder Kreiselkolbenmotore oder Strömungsmaschinen, wie Gasturbine u. ä. verstanden, die mit Knallgas betrieben werden können.For the purposes of the invention, motor vehicles, turbines and engines for ships are generally referred to as consumers. Under the term consumer combustion engines such as internal combustion engines, z. B. reciprocating or rotary piston engines or turbomachines, such as gas turbine u. Ä. understood that can be operated with oxyhydrogen gas.

Dass gemäß Anspruch 1 die feststehende Statorelektrode als vorzugsweise rohrförmiger Grundkörper des ersten Behälters ausgebildet ist, ergibt konstruktiv den Vorteil, dass der erste Behälter zusammen mit der Elektrode aus einem Stück gefertigt werden kann und somit kostengünstig herzustellen ist.That according to claim 1, the fixed stator is formed as a preferably tubular body of the first container, results in the design advantage that the first container can be made together with the electrode of one piece and thus is inexpensive to manufacture.

Vorteilhafterweise ist die Rotorelektrode relativ zu der Statorelektrode bewegbar, insbesondere drehbar, im Innenraum des Grundkörpers angeordnet, so dass durch die Bewegung der Rotorelektrode der Vorgang zur Erzeugung des Reaktionsproduktes beschleunigt wird. Ebenfalls ergibt sich vorteilhafterweise aus der Bewegung der Rotorelektrode ein schnelleres Aufsteigen des erzeugten Reaktionsproduktes nach oben zu dem Abführkanal.Advantageously, the rotor electrode is movable relative to the stator electrode, in particular rotatable, arranged in the interior of the base body, so that the process for generating the reaction product is accelerated by the movement of the rotor electrode. Also advantageously results from the movement of the rotor electrode a faster rise of the reaction product produced up to the discharge channel.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Elektrolyseeinrichtung ist diese dadurch gekennzeichnet, dass als Fluid destilliertes Wasser verwendet wird. Da reines Wasser ohne Zusätze verwendet wird, fallen keine Abfall- bzw. Schadstoffprodukte an und das Material in dem ersten Behälter wird nicht angegriffen. Vorteilhafterweise entstehen keine Risse in dem Material und die Haltbarkeit ist vergleichsweise länger als bei ähnlichen Vorrichtungen zur Elektrolyse. Vorteilhafterweise sind die Wartungsintervalle größer als bei vergleichsweisen Vorrichtungen.According to a first embodiment of the electrolysis device, this is characterized in that distilled water is used as the fluid. Since pure water is used without additives, there are no waste or pollutant products and the material in the first container is not attacked. Advantageously, there are no cracks in the material and the durability is comparatively longer than in similar devices for electrolysis. Advantageously, the maintenance intervals are greater than in the case of comparative devices.

Vorteilhafterweise ist der Grundkörper des ersten Behälters rohrförmig in Richtung einer Längsachse mit mindestens einem lösbaren Deckel ausgebildet ist. Dadurch lässt sich die Rotorelektrode leicht herausnehmen und schneller warten.Advantageously, the main body of the first container is tubular in the direction of a longitudinal axis with at least one detachable lid is formed. This allows the rotor electrode to be easily removed and serviced faster.

Die Statorelektrode in dem Innenraum des ersten Behälters ist rohrförmig in Richtung der Längsachse des ersten Behälters ausgebildet und vorteilhafterweise zusätzlich mit mindestens einem flächenförmigen Kreissegment, welches sich radial ins Innere des ersten Behälters erstreckt, ausgebildet. In einer Ebene senkrecht zur Längsachse des ersten Behälters können mehrere derartiger Kreissegmente in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sein. Vorteilhafterweise sind eine Mehrzahl der flächenförmigen Kreissegmente der Statorelektrode entlang der Längsachse des ersten Behälters vorzugsweise äquidistant angeordnet. Dadurch wird für die Erzeugung des Reaktionsproduktes eine große Fläche zur Verfügung gestellt und die Erzeugung des Reaktionsproduktes erfolgt schneller. Das erhöht die Ausbeute der Elektrolyseeinrichtung.The stator electrode in the interior of the first container is tubular in the direction of the longitudinal axis of the first container and advantageously additionally formed with at least one planar circular segment, which extends radially into the interior of the first container. In a plane perpendicular to the longitudinal axis of the first container a plurality of such circular segments can be arranged distributed in the circumferential direction. Advantageously, a plurality of the area-shaped circular segments of the stator electrode are preferably arranged equidistantly along the longitudinal axis of the first container. As a result, a large area is provided for the production of the reaction product and the production of the reaction product is faster. This increases the yield of the electrolysis device.

Vorteilhafterweise ist die Rotorelektrode drehbar im Innenraum des ersten Behälters koaxial zur Längsachse des ersten Behälters bzw. dessen Grundkörpers angeordnet. Vorteilhafterweise ist die Rotorelektrode zusätzlich mit mindestens einem flächenförmigen Kreissegment in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des ersten Behälters ausgebildet. Weiterhin ist von Vorteil, wenn eine Mehrzahl der flächenförmigen Kreissegmente der Rotorelektrode entlang der Längsachse der Rotorelektrode vorzugsweise äquidistant angeordnet sind. Vorteilhafterweise ist das mindestens eine flächenförmige Kreissegment der Rotorelektrode kammförmig drehbar zu dem mindestens einen flächenförmigen Kreissegment der Statorelektrode angeordnet und mit einem Abstand von 3–5 mm, vorzugsweise von 2–4 mm voneinander beabstandet. Durch den kleinen Abstand zwischen den Elektroden, also zwischen positivem und negativem Pol, wird der elektrolytische Prozess, also die Erzeugung des Reaktionsproduktes, beschleunigt. Advantageously, the rotor electrode is rotatably arranged in the interior of the first container coaxial with the longitudinal axis of the first container or its base body. Advantageously, the rotor electrode is additionally formed with at least one planar circular segment in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the first container. Furthermore, it is advantageous if a plurality of the area-shaped circular segments of the rotor electrode are preferably arranged equidistantly along the longitudinal axis of the rotor electrode. Advantageously, the at least one planar circle segment of the rotor electrode is arranged comb-like rotatable relative to the at least one planar circle segment of the stator electrode and spaced apart at a distance of 3-5 mm, preferably 2-4 mm. Due to the small distance between the electrodes, ie between the positive and negative pole, the electrolytic process, ie the generation of the reaction product, is accelerated.

Dass gemäß Anspruch 14 die Anlage zum Bereitstellen mindestens eines Reaktionsproduktes für einen Verbraucher einen ersten Behälter, einen Druckerzeuger und einen zweiten Behälter umfasst, ergibt den Vorteil, dass ein Reaktionsprodukt laufend in der erforderlichen Menge, die ein Verbraucher benötigt, vor Ort erzeugt wird.The fact that according to claim 14 the system for providing at least one reaction product to a consumer comprises a first container, a pressure generator and a second container, provides the advantage that a reaction product is produced on-site in the required amount required by a consumer.

Weiterhin wird die Anlage beispielhaft in einem Kraftfahrzeug zum Antreiben einer Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs verwendet.Furthermore, the system is used by way of example in a motor vehicle for driving a drive unit of the motor vehicle.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Elektrolyseeinrichtung der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further advantageous embodiments of the electrolysis device of the invention are specified in the subclaims.

Der Beschreibung sind insgesamt 5 Figuren beigefügt, wobeiThe description is a total of 5 figures attached, where

1 eine Komplettübersicht der Anlage 1 a complete overview of the plant

2 ein Beispiel zur baulichen Ausführung des Elektrolyseeinrichtung 2 an example of the structural design of the electrolysis device

3 ein weiteres Beispiel zur baulichen Ausführung Elektrolyseeinrichtung, 3 another example of the structural design electrolysis device,

4 Anordnung von Rotor und Stator zueinander; und 4 Arrangement of rotor and stator to each other; and

5 eine Detailansicht des zweiten Behälters darstellt. 5 a detail view of the second container represents.

Die erfindungsgemäße Elektrolyseeinrichtung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Merkmale mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.The electrolysis device according to the invention will be described in detail below with reference to the figures. In all figures, the same technical features are designated by the same reference numerals.

In 1 ist eine Anlage (100) dargestellt, die eine Elektrolyseeinrichtung (200), einen Druckerzeuger (150), einen zweiten Behälter (300) und einen Verbraucher (400) zeigt. Über einen Zuführkanal (210) wird ein Fluid in einen Innenraum (205) des ersten Behälters (290) geleitet. Der erste Behälter (290) kann beispielsweise rohrförmig mit einer Längsachse ausgebildet sein. Das Fluid, insbesondere destilliertes Wasser, wird in dem ersten Behälter (290) einem elektrischen Feld ausgesetzt. Das elektrische Feld wird durch zwei Elektroden erzeugt, die an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen sind, die hier nicht weiter dargestellt ist, wie beispielsweise eine Autobatterie. Eine Elektrode ist als Statorelektrode (250) ortsfest in dem Innenraum (205) des ersten Behälters (290) angeordnet und die zweite Elektrode ist bewegbar zu der Statorelektrode (250) als Rotorelektrode (240) ebenfalls in dem Innenraum (205) des ersten Behälters (290) ausgebildet. Durch das elektrische Feld wird das Fluid, beispielsweise destilliertes Wasser, zerlegt und es entsteht als Reaktionsprodukt beispielsweise Wasserstoff und Sauerstoff in einer Mischung (Knallgas). Das Reaktionsprodukt wird von einem Abführkanal (220) zu dem zweiten Behälter (300) abgeführt. Zwischen dem ersten Behälter (290) und dem zweiten Behälter (300) ist ein Druckerzeuger (150) geschaltet, der das Reaktionsprodukt auf einen vorgegebenen Druck komprimiert. Mit diesem Druck wird das Reaktionsprodukt in einen zweiten Behälter (300) weiterleitet. Eine Einlassöffnung (310) des zweiten Behälters (300) lässt mit Hilfe eines gesteuerten oder geregelten Einlassventils (315) das Reaktionsprodukt kontrolliert in den zweiten Behälter (300) fließen und ein gesteuertes oder geregeltes Auslassventil (325) ermöglicht die Abgabe des Reaktionsproduktes über eine Auslassöffnung (320) kontrolliert an den Verbraucher (400). Im Ansprechen auf einen erfassten Druck in dem zweiten Behälter (300) durch ein Druckmessgerät (330) wird dieser Vorgang gesteuert oder geregelt. Die elektronische Steuerung oder Regelung ist hier nicht weiter dargestellt.In 1 is a plant ( 100 ), which comprises an electrolysis device ( 200 ), a pressure generator ( 150 ), a second container ( 300 ) and a consumer ( 400 ) shows. Via a feed channel ( 210 ) is a fluid in an interior ( 205 ) of the first container ( 290 ). The first container ( 290 ) may be formed, for example, tubular with a longitudinal axis. The fluid, especially distilled water, is in the first container ( 290 ) is exposed to an electric field. The electric field is generated by two electrodes which are connected to a DC voltage source, which is not shown here, such as a car battery. An electrode is used as a stator electrode ( 250 ) stationary in the interior ( 205 ) of the first container ( 290 ) and the second electrode is movable to the stator electrode ( 250 ) as a rotor electrode ( 240 ) also in the interior ( 205 ) of the first container ( 290 ) educated. By the electric field, the fluid, such as distilled water, decomposed and it is produced as a reaction product, for example, hydrogen and oxygen in a mixture (oxyhydrogen). The reaction product is separated from a discharge channel ( 220 ) to the second container ( 300 ) dissipated. Between the first container ( 290 ) and the second container ( 300 ) is a pressure generator ( 150 ), which compresses the reaction product to a predetermined pressure. With this pressure, the reaction product is transferred to a second container ( 300 ). An inlet opening ( 310 ) of the second container ( 300 ) is controlled by a controlled or regulated inlet valve ( 315 ) the reaction product is controlled in the second container ( 300 ) and a controlled or regulated outlet valve ( 325 ) allows the delivery of the reaction product via an outlet ( 320 ) controlled to the consumer ( 400 ). In response to sensed pressure in the second container ( 300 ) by a pressure gauge ( 330 ) this process is controlled or regulated. The electronic control or regulation is not shown here.

Die Anlage (100) kann beispielsweise folgendermaßen dimensioniert sein: Gesamtlänge: 250 mm Höhe der Anlage: 180 mm Höhe der flächenförmigen Kreissegmente der Rotorelektrode: 150 mm Breite der flächenförmigen Kreissegmente der Rotorelektrode: 1–5 mm The attachment ( 100 ) can for example be dimensioned as follows: Overall length: 250 mm Height of the plant: 180 mm Height of the sheet-shaped circle segments of the rotor electrode: 150 mm Width of the sheet-like circle segments of the rotor electrode: 1-5 mm

2 zeigt eine Elektrolyseeinrichtung (200), auch Zerlegungsteil genannt, die für das Zerlegen des Fluids, insbesondere destilliertes Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zuständig ist. Die Erzeugung des Reaktionsproduktes erfolgt in einem elektrischen Feld in dem Innenraum (205) des ersten Behälters (290), das durch Anlegen einer Gleichspannung an zwei Elektroden entsteht. Die Elektroden sind vorzugsweise mit Kupfer beschichtet, sie können aber auch aus anderem Material bestehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die eine Elektrode als eine Rotorelektrode (240) ausgebildet, die eine zylindrische Achse (230) aufweist, die in Richtung der Längsachse des ersten Behälters (290) verläuft. An dieser Achse sind in diesem Ausführungsbeispiel flächenförmigen Kreissegmente angeordnet, die in einer Ebene senkrecht zur Längsachse des ersten Behälters (290) und in axialer Richtung vorzugsweise äquidistant beabstandet sind. Die zweite Elektrode ist als Statorelektrode (250) ausgebildet, die aus einem zylinderförmigen oder rohrförmigen Grundkörper im Innenraum (205) des ersten Behälters (290) besteht und der sich in Richtung der Längsachse des ersten Behälters (290) erstreckt. Nach Anlegen einer Gleichspannung an Rotorelektrode (240) und Statorelektrode (250) wird das über den Zuführkanal (210) zugeführte destillierte Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Der Prozess wird beschleunigt ausgeführt, da die Rotorelektrode (240) sich um ihre Achse (230) dreht. Das aufsteigende Reaktionsprodukt, insbesondere Knallgas, welches durch die Drehung der Rotorelektrode (240) im Auftrieb unterstützt wird, tritt aus der Auslassöffnung (220) aus. 2 shows an electrolysis device ( 200 ), also called decomposition part, which is responsible for the decomposition of the fluid, in particular distilled water in hydrogen and oxygen. The production of the reaction product takes place in an electric field in the interior ( 205 ) of the first container ( 290 ) produced by applying a DC voltage to two electrodes. The electrodes are preferably coated with copper, but they can also consist of other material. In this embodiment, the one electrode is a rotor electrode ( 240 ), which has a cylindrical axis ( 230 ), which in the direction of the longitudinal axis of the first container ( 290 ) runs. In this embodiment, planar circular segments are arranged on this axis, which in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the first container (FIG. 290 ) and in the axial direction are preferably equidistantly spaced. The second electrode is used as a stator electrode ( 250 ) formed from a cylindrical or tubular body in the interior ( 205 ) of the first container ( 290 ) and which extends in the direction of the longitudinal axis of the first container ( 290 ). After applying a DC voltage to the rotor electrode ( 240 ) and stator electrode ( 250 ) is the via the feed channel ( 210 ) supplied distilled water into its components hydrogen and oxygen decomposed. The process is accelerated because the rotor electrode ( 240 ) around its axis ( 230 ) turns. The rising reaction product, in particular oxyhydrogen, which by the rotation of the rotor electrode ( 240 ) is supported in the buoyancy, exits the outlet ( 220 ) out.

Es ist auch möglich, durch eine entsprechende Ausgestaltung des ersten Behälters (290) die entstehenden Gase, wie beispielsweise Wasserstoff und Sauerstoff, getrennt aufzufangen und abzuführen.It is also possible, by a corresponding embodiment of the first container ( 290 ) separately capture and remove the resulting gases, such as hydrogen and oxygen.

3 zeigt eine weitere Ausführungsform der in dem Innenraum (205) des ersten Behälters (290) angeordneten Rotorelektrode (240) und Statorelektrode (250). Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Statorelektrode (250) aus einem hülsenförmigen Grundkörper mit flächenförmigen Kreissegmenten, die radial in den Innenraum (205) des ersten Behälters (290) ragen. Diese flächenförmigen Kreissegmente sind entlang der Längsachse des ersten Behälters (290) vorzugsweise äquidistant beabstandet angeordnet. Durch diese Vergrößerung der Elektrodenflächen ergibt sich eine höhere Produktionsleistung für die Reaktionsprodukte, da das Fluid und auch der Strom großflächig an den Elektroden ankommen. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Rotorelektrode (240) relativ zu der Statorelektrode (250) bewegbar, insbesondere drehbar, gelagert. Ist die Statorelektrode (250) als Minuspol-Elektrode ausgebildet, so ist der Minuspol der elektrischen Gleichspannungsquelle an diese Elektrode angeschlossen und umgekehrt, was hier nicht dargestellt wird. 3 shows a further embodiment of the in the interior ( 205 ) of the first container ( 290 ) arranged rotor electrode ( 240 ) and stator electrode ( 250 ). In this embodiment, the stator electrode ( 250 ) of a sleeve-shaped base body with sheet-like circle segments which radially into the interior ( 205 ) of the first container ( 290 ) protrude. These sheet-like circle segments are along the longitudinal axis of the first container ( 290 ) preferably arranged equidistantly spaced. This enlargement of the electrode surfaces results in a higher production output for the reaction products, since the fluid and also the current arrive at the electrodes over a large area. Also in this embodiment, the rotor electrode ( 240 ) relative to the stator electrode ( 250 ), in particular rotatable, mounted. Is the stator electrode ( 250 ) is designed as negative pole electrode, the negative pole of the electric DC voltage source is connected to this electrode and vice versa, which is not shown here.

4 zeigt eine Schnittdarstellung des ersten Behälters (290), in der zu erkennen ist, wie die flächenförmigen Kreissegmente der Rotorelektrode (240) kammförmig zwischen die flächenförmigen Kreissegmente der fest angeordneten Statorelektrode (250) greifen und sich um eine Achse (230) der Rotorelektrode (240) drehen. Der erste Behälter (290) ist in diesem Ausführungsbeispiel zylindrisch entlang einer Längsachse ausgeführt und weist mindestens einen Deckel (280) auf, der das Herausnehmen der Rotorelektrode (240) ermöglicht. Die Achse (230) der Rotorelektrode (240) ist mittels Lager (270) in dem ersten Behälter (290) gelagert und durch Isolatoren (260) elektrisch isoliert. 4 shows a sectional view of the first container ( 290 ), in which it can be seen how the sheet-shaped circle segments of the rotor electrode ( 240 ) comb-shaped between the sheet-like circle segments of the fixed stator electrode ( 250 ) and grab around an axis ( 230 ) of the rotor electrode ( 240 ) rotate. The first container ( 290 ) is cylindrical in this embodiment along a longitudinal axis and has at least one cover ( 280 ), which is the removal of the rotor electrode ( 240 ). The axis ( 230 ) of the rotor electrode ( 240 ) is by means of bearings ( 270 ) in the first container ( 290 ) and insulators ( 260 ) electrically isolated.

In 5 ist der zweite Behälter (300), das sogenannte Kontrollteil, dargestellt. Durch eine Einlassöffnung (310) wird das erzeugte und unter Druck stehende Reaktionsprodukt in den zweiten Behälter (300) eingelassen. Ein Einlassventil (315) wird geöffnet, wenn ein Auslassventil (325) eine Auslassöffnung (320) verschlossen hält. Ein Druckmessgerät (330) misst den Druck in dem zweiten Behälter (300) und eine Regelung, die hier nicht weiter dargestellt ist, veranlasst im Ansprechen auf den gemessenen Druck das Schließen des Einlassventils (315), wenn in dem zweiten Behälter (300) ein vorgegebener oberer Grenzwert für den Druck erreicht oder überschritten ist. Das Auslassventil (325) wird dann geöffnet und das Reaktionsprodukt wird kontrolliert, d. h. mit entsprechendem Druck und in gewünschter Menge, dem Verbraucher (400) zugeführt. Wird ein vorgegebener unterer Grenzwert des Drucks unterschritten, wird das Auslassventil (325) geschlossen und das Einlassventil (315) geöffnet und der Vorgang wiederholt, um den Druck im zweiten Behälter (300) wieder aufzubauen.In 5 is the second container ( 300 ), the so-called control part. Through an inlet opening ( 310 ), the generated and pressurized reaction product in the second container ( 300 ) taken in. An inlet valve ( 315 ) opens when an exhaust valve ( 325 ) an outlet opening ( 320 ) keeps closed. A pressure gauge ( 330 ) measures the pressure in the second container ( 300 ) and a control, which is not shown here, causes in response to the measured pressure, the closing of the inlet valve ( 315 ) when in the second container ( 300 ) a predetermined upper limit for the pressure is reached or exceeded. The outlet valve ( 325 ) is then opened and the reaction product is controlled, ie with the appropriate pressure and in the desired amount, the consumer ( 400 ). If a predetermined lower limit of the pressure falls below, the exhaust valve ( 325 ) and the inlet valve ( 315 ) and the process is repeated to reduce the pressure in the second container ( 300 ) rebuild.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

100100: Anlageinvestment
150150: Druckerzeugerpressure generator
200200: Elektrolyseeinrichtungelectrolyzer
205205: Innenrauminner space
210210: Zuführkanalfeed
220220: Abführkanaldischarge channel
230230: Achseaxis
240240: Rotorelektroderotor electrode
250250: Statorelektrodestator electrode
260260: Isolatorinsulator
270270: Lagercamp
280280: Deckelcover
290290: erster Behälterfirst container
300300: zweiter Behältersecond container
310310: Einlassöffnunginlet port
315315: Einlassventilintake valve
320320: Auslassöffnungoutlet
325325: Auslassventiloutlet valve
330330: Druckmessgerätpressure monitor
400400: Verbraucherconsumer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2005/052214 [0003]
WO 2010/000355 [0005]

Claims

Electrolysis device ( 200 ) for producing at least one reaction product from a fluid in an electric field, comprising: a first container ( 290 ) for decomposing the fluid into the reaction product, in particular hydrogen and oxygen, in the electric field with: at least one feed channel ( 210 ) for supplying the fluid; a basic body with an interior ( 205 ) for receiving the fluid; two electrodes in the interior ( 205 ) for applying a DC electrical voltage for generating the electric field; at least one discharge channel ( 220 ) for discharging the generated reaction product; characterized in that the first electrode in the interior ( 205 ) of the first container ( 290 ) as a fixed stator electrode ( 250 ) is trained; the second electrode in the interior ( 205 ) of the first container ( 290 ) as a rotor electrode ( 240 ) is trained; and the rotor electrode ( 240 ) relative to the stator electrode ( 250 ) is arranged movable.

Electrolysis device ( 200 ) according to claim 1, characterized in that the fluid is distilled water.

Electrolysis device ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the stator electrode ( 250 ) and rotor electrode ( 240 ) are formed for applying a polarity of the DC electrical voltage for generating the electric field.

Electrolysis device ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the stator electrode ( 250 ) as negative pole electrode and the rotor electrode ( 240 ) is designed as a positive pole electrode or the stator electrode ( 250 ) as positive pole electrode and the rotor electrode ( 240 ) is designed as negative pole electrode.

Electrolysis device ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the main body of the first container ( 200 ) tubular in the direction of a longitudinal axis with at least one detachable lid ( 280 ) is trained.

Electrolysis device ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the main body as the stator electrode ( 250 ) is trained.

Electrolysis device ( 200 ) according to claim 6, characterized in that the stator electrode ( 250 ) additionally having at least one planar circular segment which extends radially in a plane perpendicular to the longitudinal axis into the interior of the first container (starting from the wall of the tubular main body) ( 290 ), is formed.

Electrolysis device ( 200 ) according to claim 6 or 7, characterized in that a plurality of the sheet-like circle segments of the stator electrode ( 250 ) along the longitudinal axis of the first container ( 290 ) are preferably arranged equidistantly.

Electrolysis device ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor electrode ( 240 ) rotatable in the interior ( 205 ) of the first container ( 290 ) coaxial with the longitudinal axis of the first container ( 290 ) as axis ( 230 ) is arranged.

Electrolysis device ( 200 ) according to claim 9, characterized in that the rotor electrode ( 240 ) additionally with at least one planar circle segment on its axis ( 230 ) in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the rotor electrode ( 240 ) is trained.

Electrolysis device ( 200 ) according to claim 10, characterized in that a plurality of the planar circle segments of the rotor electrode ( 240 ) along the axis ( 230 ) are preferably arranged equidistantly.

Electrolysis device ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one sheet-shaped circle segment of the rotor electrode ( 240 ) comb-shaped and rotatable to the at least one planar circular segment of the stator electrode ( 250 ) is arranged.

Electrolysis device ( 200 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one sheet-shaped circle segment of the rotor electrode ( 240 ) and the at least one sheet-shaped circle segment of the stator electrode ( 250 ) are spaced at a distance of 3-5 mm, preferably 2-4 mm.

Investment ( 100 ) for providing at least one reaction product to a consumer ( 400 ) comprising: an electrolyzer ( 200 ) according to any one of the preceding claims; a pressure generator ( 150 ) for compressing the reaction product; and a second container ( 300 ) for the controlled uptake and release of in the first container ( 290 ) produced reaction product with: at least one controllable inlet opening ( 310 ) for controlled uptake of the generated reaction product; at least one controllable outlet opening ( 320 ) for the controlled delivery of the reaction product for a continuation to the consumer ( 400 ) and at least one pressure gauge ( 330 ) for detecting the pressure in the second container ( 300 ).