DE69305726T2

DE69305726T2 - Generator für Ionen enthaltendes Wasser durch Elektrolyse

Info

Publication number: DE69305726T2
Application number: DE69305726T
Authority: DE
Inventors: Haruhiko Koizumi
Original assignee: Toho Technical Service Co Ltd
Current assignee: Toho Technical Service Co Ltd
Priority date: 1992-12-08
Filing date: 1993-08-28
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2013-08-29
Also published as: EP0601284A2; EP0601284B1; KR100216114B1; US5340458A; KR940014169A; EP0601284A3; DE69305726D1

Description

ERFINDUNGSGEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung eines elektrolytischen Ionenwasserbereiters, der sowohl alkalische Ionen enthaltendes Wasser als auch Säurerest-Ionen enthaltendes Wasser durch die Elektrolyse von Wasser, z. B. Leitungswasser, erzeugt.
Insbesondere betrifft diese Erfindung einen elektrolytischen Ionenwasserbereiter, der einfach durch Hintereinanderschichten von Elektrolysezellen-Baueinheiten mit gleicher Formgebung zu einem kompakten Gerät zusammengebaut werden kann.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Da die meisten Lebensmittel, die Menschen im Alltag verzehren, einen Säureüberschuß aufweisen, neigt der menschliche Körper dazu, ein Defizit an Basen zu entwickeln. Um dieses Ungleichgewicht auszubalancieren, ist Wasser, das basische Ionen, wie z. B. Kalzium, Natrium, Magnesium oder Kalium enthält, im Handel als Haushaltstrinkwasser erhältlich, um die Gesundheit durch Zuführung von alkalischen und Mineralstoffkomponenten aufrechtzuerhalten.
Haushalts- und Industriegeräte, die Ionenwasser elektrolytisch erzeugen, das diese basischen Ionen durch die Elektrolyse von Leitungswasser enthält, werden immer beliebter. Solch ein elektrolytischer Ionenwasserbereiter umfaßt ein Elektrodenpaar, das voneinander beabstandet ist und eine Anode und eine Kathode bildet, sowie eine Elektrolysezelle mit einer Ionenaustauschermembran, die diese Elektroden voneinander trennt, um einen Anodenraum und einen Kathodenraum zu bilden. Der elektrolytische Ionenwasserbereiter wird mit dem Leitungswasserhahn verbunden, um Wasser einfließen zu lassen; er elektrolysiert die im Wasser vorhandenen Elektrolyte in der Elektrolysezelle und entfernt das Wasser, das Alkali-Ionen (Kationen) enthält, aus dem Kathodenraum und das Wasser, das Säurerest-Ionen (Anionen) enthält, aus dem Anodenraum. Als Elektroden werden üblicherweise plattenförmige Elektroden verwendet, und es werden eine Anzahl von Elektrolysezellen vertikal angeordnet.
Der elektrolytische Ionenwasserbereiter der oben beschriebenen Art wird aus einer Anzahl von Elektrolysezellen zusammengebaut, die einen wasserdichten Aufbau bilden und Elektrodenplatten und Ionenaustauschermembrane umfassen, die abwechselnd in festem Abstand zueinander angeordnet sind. Diese Ausführung hat jedoch gewisse Nachteile, z. B. eine große Anzahl von Montageschritten, schwieriger Montagevorgang, geringer Konstruktionswirkungsgrad, hohe Produktionskosten und lange Zerlegungszeiten, wenn Teile ausgetauscht werden müssen.
Ferner neigen elektrolytische Ionenwasserbereiter während des Betriebs dazu, Ablagerungen, wie beispielsweise Alkalihydrate, auf der Kathode abzuscheiden, wodurch sich der elektrolytische Wirkungsgrad verschlechtert. Folglich muß die Polarität der Elektroden in regelmässigen Abstand umgekehrt werden, um sie durch Rückspülung zu reinigen. Um jede Unterbrechung der Ionenwassererzeugung während der Reinigungsphase zu verhindern, werden Mittel zum Umpolen der Elektroden und Mittel zum Umschalten der Wasserdurchflußrichtung vorgeschlagen. Diese Mittel ermöglichen es, Ionenwasser sogar während der Reinigung der Elektrolysezelle zu erzeugen. Der Einbau solcher Mittel zum Umschalten der Wasserdurchflußrichtung in einen herkömmlichen Ionenwasserbereiter würde aber zwangsläufig das Gerät vergrößern, denn der Aufbau, der die Rohre zum Umschalten der Wasserdurchflußrichtung umfaßt und das Durchflußschaltventil können nicht so leicht in kompakter Form in den Zellengefäß eingebaut werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die obengenannten Probleme der elektrolytischen Ionenwasserbereiter zu lösen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrolytischen Ionenwasserbereiter bereitzustellen, der leicht zusammenzubauen und kompakt ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrolytischen Ionenwasserbereiter vorzuschlagen, der aus einer beliebigen Anzahl von Elektrolysezellen bestehen kann, um die erforderliche Kapazität für die Ionenwasserproduktion zu erreichen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen elektrolytischen Ionenwasserbereiter bereitzustellen, bei dem die Elektrolysezelle gereinigt werden kann, ohne daß die Herstellung von ionenhaltigem Wasser unterbrochen werden muß, indem eine kompakte Elektrolysezellen-Reinigungsvorrichtung eingebaut wird, die mit Mitteln zum Umschalten der Wasserdurchflußrichtung versehen ist.
Ein grundlegender Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der elektrolytische Ionenwasserbereiter aus Elektrolysezellen-Baueinheiten zusammengesetzt wird, wobei jede davon so aufgebaut ist, daß eine Elektrodenplatte innerhalb eines Kunstharzrahmens eingesetzt und die Elektrodenplatte auf beiden Seiten von Ionenaustauschermembranen sandwichartig umgeben ist, und durch ein Hintereinanderschichten dieser Elektrolysezellen-Baueinheiten wasserdicht zusammengebaut wird, wobei Vorderseite an Vorderseite und Rückseite an Rückseite über einen O-Ring aneinanderliegen. Eine Außenabdeckung des Wassereinlaßes ist mit der Wassereinlaßöffnung auf einer Seite der hintereinandergeschichteten Elektrolysezellen-Baueinheiten verbunden, und eine Außenabdeckung des Wasserauslaßes ist mit der Auslaßöffnung für alkalisches Ionenwasser und mit der Auslaßöffnung für saures Ionenwasser verbunden, um einen wasserdichten Zustand zu erzielen. Diese Anordnung macht den Zusammenbau sehr einfach, reduziert die Produktionskosten und macht das Gerät kompakt. Ferner kann die Produktionskapazität für das Ionenwasser durch Anpassung der Anzahl von geschichteten Elektrolysezellen-Baueinheiten beliebig verändert werden, wodurch es einfach ist, einen elektrolytischen Ionenwasserbereiter zusammenzubauen, der die erforderliche Kapazität durch Erhöhung oder Reduzierung der Anzahl der geschichteten Baueinheiten aufweist.
Ein weiterer grundlegender Aspekt der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß ein Durchflußschaltventil, welches auf einen Polaritätswechsel der Elektrodenplatten anspricht, und Rohrleitungen, die zum Umschalten der Durchflußrichtung dienen, beide notwendig zur Reinigung der Elektrolysezelle, innerhalb der Außenabdeckung des Wasserauslaßes oder in einer separaten Einheit installiert werden kann, die zwischen der Außenabdeckung des Wasserauslasses und der Elektrolysezellen-Baueinheit neben der Außenabdeckung des Wasserauslasses plaziert wird, wodurch das Gerät kompakt und einfach zusammenbaubar ist.
Die in der erfindungsgemäßen Elektrolysezelle bevorzugt verwendeten Elektrodenplatten sind aus Metallplatten hergestellt, z. B. rostfreien Stahlplatten oder Titanplatten, wobei insbesondere Titanplatten, die mit Edelmetallen, z. B. Platin, durch galvanischen Überzug oder Einbrennen beschichtet sind, bevorzugt werden. Unabhängig davon, welcher Werkstoff für die Elektroden Verwendung findet, ist es vorzuziehen, die Elektroden sowohl für die Anoden-Elektrolysezellen als auch für di Kathoden-Elektrolysezellen mit dem gleichen Werkstoff auszustatten, um die Haltbarkeit, Lebensdauer und Einfachheit der Montage zu verbessern. Am oberen Rand jeder Elektrodenplatte befindet sich ein durch Punktschweißen angebrachter Elektrodenanschluß aus dem gleichen Werkstoff.
Der Kunstharzrahmen, der die Elektrolysezellen-Baueinheit bildet, wird durch Formpressen hergestellt, wobei beide Seitenkanten der Elektrodenplatte und der dazwischenliegende Teil des Elektrodenanschlusses eingebettet werden und die Vorder- und Rückseiten der Elektrode innerhalb des Rahmens freiliegen. Die Ionenaustauschermembrane werden so an den Vorder- und Rückseiten des Kunstharzrahmens eingesetzt, daß sie die Elektrodenplatten wie ein Sandwich umgeben. Durch Verbinden der Elektrodenplatte mit der Anode oder der Kathode bildet die Elektrolysezelle-Baueinheit, die den Kunstharzrahmen umfaßt, eine Anoden-Elektrolysezelle bzw. eine Kathoden-Elektrolysezelle, wobei beide die gleiche Form haben. Die Kunstharzrahmen, die die Elektrolysezelle-Baueinheiten bilden, werden wasserdicht hintereinandergeschichtet , wobei Vorderseite an Vorderseite und Rückseite an Rückseite über einen O-Ring aneinandergesetzt werden. An einer Seite der hintereinandergeschichteten Elektrolysezellen-Baueinheiten ist eine Außenabdeckung des Wassereinlasses angebracht und eine Außenabdeckung des Wasserauslasses ist auf der anderen Seite montiert. Dies ist der Aufbau des elektrolytischen Ionenwasserbereiters gemäß der vorliegenden Erfindung.
Um Ablagerungen zu entfernen, die sich während des Betriebs des erfindungsgemäßen elektrolytischen Ionenwasserbereiters auf der Kathode abscheiden, und gleichzeitig die Reinigung der Elektrolysezelle ohne Unterbrechung der Ionenwassererzeugung vorzunehmen, weist das Gerät Mittel zum Umschalten der Durchflußrichtung auf, die ein Schaltventil und Rohrleitungen zum Umschalten der Durchflußrichtung des Ionenwassers umfassen, wodurch alkalisches Ionenwasser über die Auslaßöffnung für alkalisches Ionenwasser abfließt und saures Ionenwasser über die Auslaßöffnung für saures Ionenwasser abgelassen werden kann, dies sogar während der Reinigungsphase der Elektrolysezelle nach einem Polaritätswechsel. Die Schaltmittel sind innerhalb der Außenabdeckung des Wasserauslasses oder in einer separaten Einheit installiert, die zwischen der Außenabdeckung des Wasserauslasses und der Elektrolysezellen-Baueinheit vorgesehen ist. Sie sprechen auf einen Polaritätswechsel an und schalten die Durchflußrichtung jeder Ionensorte in der Weise, daß die Durchflußleitung, die mit der Auslaßöffnung für alkalisches Ionenwasser verbunden ist, zu der Durchflußleitung geöffnet wird, in der vor dem Umschalten saures Ionenwasser geflossen ist, während die Durchflußleitung, die mit der Auslaßöffnung für saures Ionenwasser verbunden ist, zur Durchflußleitung geöffnet wird, in der vor dem Umschalten alkalisches Ionenwasser geflossen ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Seitenansicht mit Teilschnitt eines Teils des erfindungsgemäßen elektrolytischen Ionenwasserbereiters.
Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen elektrolytischen Ionenwasserbereiters.
Fig. 3 ist eine Frontansicht der Elektrolyse-Baueinheit.
Fig. 4 ist ein Schnitt A-A in Fig. 3.
Fig. 5 ist eine Darstellung einer Ausführung des Mittels zum Umschalten der Durchflußrichtung.
Fig. 6 ist eine erläuternde Zeichnung einer weiteren Ausführung der Mittel zum Umschalten der Durchflußrichtung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG

Im weiteren wird die vorliegende Erfindung detailliert anhand von Ausführungen beschrieben, die sich auf die Zeichnungen beziehen.
In Fig. 1 und Fig. 2, die einen erfindungsgemäßen elektrolytischen Ionenwasserbereiter darstellen, besteht die Elektrolyse-Baueinheit 1 aus einem im Formpressverfahren hergestellten Kunstharzrahmen mit Elektrodenplatte 3, die einen Elektrodenanschluß 2 aufweist, der oben aus dem Bauteil 1 herausragt. Die Elektrolysezellen-Baueinheiten 1, in die Ionenaustauschermembrane 5 mit einem Abstand zur Elektrodenplatte 3 eingesetzt sind, werden über O-Ring 4 wasserdicht hintereinander zusammengebaut, wobei jeweils Vorderseite an Vorderseite und Rückseite an Rückseite steht. An den Enden der hintereinandergeschichteten Elektrolysezellen-Baueinheiten wird an einer Seite eine Außenabdeckung 7 des Wassereinlasses mit einer Wassereinlaßöffnung 6 über einen O-Ring wasserdicht befestigt und an der anderen Seite eine Außenabdeckung 10 des Wasserauslasses mit einer Auslaßöffnung 8 für alkalisches Ionenwasser und mit einer Auslaßöffnung 9 für saures Ionenwasser über einen O-Ring wasserdicht befestigt. Alle hintereinandergeschichteten Baueinheiten sind wasserdicht durch metallische Befestigungsmittel, beispielsweise durch Muttern und Schrauben, miteinander verbunden. Die Elektrodenanschlüsse 2 der Elektrodenplatten 3 sind abwechselnd mit den Anoden und Kathoden verbunden, um Anoden-Elektrolysezellen bzw. Kathoden-Elektrolysezellen zu bilden. Die Bezugsziffer 12 bezeichnet die Auslaßbohrung für das erzeugte Ionenwasser, und die Auslaßbohrung hat eine Verbindung zu der im Wechsel angeordneten Öffnung zum Innenraum der Kathoden- Elektrolysezelle und ist mit dem Auslaß 8 für alkalisches Ionenwasser verbunden. Eine weitere Ionenwasser-Auslaßbohrung liegt parallel zur Auslaßbohrung 12, und die Ionenwaser-Auslaß-bohrung hat eine Verbindung zu der im Wechsel angeordneten Öffnung zum Innenraum der Anoden-Elektrolysezelle und ist mit der Auslaßöffnung 9 für saures Ionenwasser verbunden.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen beispielhaft den Aufbau der Elektrolysezelle-Baueinheit. Wie in den Figuren zu erkennen ist, umfaßt die Elektrolysezelle-Baueinheit einen Kunstharzrahmen 14, der die Form eines Bilderrahmens aufweist. An festgelegten Stellen am Außenrand des Rahmens 14 sind mehrere Bohrungen 13 zur Aufnahme der metallischen Befestigungsmittel vorgesehen, die die hintereinandergeschichteten Rahmen fest miteinander verbinden.
Auf der Vorder- und auf der Rückseite des Rahmens 14 ist jeweils eine Nut 15 für den O-Ring und ein Ausnehmungsbereich 16 zum Einsetzen der Ionenaustauschermembran 5 vorgesehen. Zwischen der Nut 15 für den O-Ring und dem Ausnehmungsbereich 16 durchdringen zwei Wasserdurchflußbohrungen 12 den Rahmen in seinem oberen Bereich. Eine dieser zwei Wasserdurchflußbohrungen 12 hat eine Öffnung zum Innenraum der Elektrolysezelle der Elektrolysezellen-Baueinheit, wobei dieser Innenraum durch den Rahmen 14 in Fig. 3 und Fig. 4 gebildet wird, während die andere Wasserdurchflußbohrung nicht zum Inneren der Elektrolysezelle geöffnet ist. Das Zwischenstück des Elektrodenanschlusses 2 der Elektrodenplatte 3 ist im Rahmen 14 eingebettet und beide Seitenkanten der Elektrodenplatte 3 sind ebenfalls im Rahmen versenkt. Die Elektrodenplatte 3 ist so im Rahmen 14 eingesetzt, daß die Vorder- und Rückseitenoberflächen im Innenraum des Rahmens 14 freiliegen. Die Elektrodenplatte 3 und der Elektrodenanschluß 2 werden mit dem Rahmen 14 verbunden, indem die Elektrodenplatte 2 in die Form eingelegt wird, wenn der Kunstharzrahmen 14 durch Preßformen hergestellt wird.
Der Kunstharzrahmen 14, der die Elektrolysezelle-Baueinheit 1 bildet, ist eine dünne Platte, die die gleiche Formgebung auf ihrer Vorder- und Rückseite aufweist, so daß die Nuten 15 für den O-Ring, der Ausnehmungsbereich 16, die Wasserdurchflußbohrungen 12 und die Bohrungen 13 jeweils genau zusammenpassen, wenn die Baueinheiten Vorderseite an Vorderseite und Rückseite an Rückseite zusammengesetzt werden. Viele Elektrolysezellen-Baueinheiten 1, vorbereitet und jeweils Vorderseite an Vorderseite und Rückseite an Rückseite aneinandergesetzt und wasserdicht miteinander verbunden, ergeben einen kompakten elektrolytischen Ionenwasserbereiter nach Fig. 2. Um den Bereiter zu betreiben, werden die Elektrodenanschlüsse der hintereinandergeschalteten Elektrolysezellen-Baueinheiten abwechselnd mit der Anode und der Kathode verbunden, um eine alternierende Anordnung von Anoden-Elektrolysezellen und Kathoden-Elektrolysezellen zu erreichen.
Wenn das Durchflußschaltmittel innerhalb der Außenabdeckung 10 des Wasserauslasses oder in einer separaten Baueinheit ausgebildet ist, die zwischen der Außenabdeckung 10 des Wasserauslasses und der Elektrolysezelle-Baueinheit 1 eingesetzt ist, werden zwei Bypassleitungen 17 installiert, um die Durchflußleitung zwischen der Wasserdurchflußbohrung 12 und der Auslaßöffnung 9 für saures Ionenwasser der Anoden-Elektrolysezelle mit der Durchflußleitung zwischen der Wasserdurchflußbohrung 12 und der Auslaßöffnung 8 für alkalisches Ionenwasser der Kathoden- Elektrolysezelle zu verbinden. Ein Paar Durchflußschaltventilmittel 18, die bei einem Wechsel der Polarität betätigt werden, sind an geeigneten Stellen in den Bypassleitungen 17 installiert. Die Durchflußschaltventilmittel 18 verfügen vorzugsweise über einen elektromagnetischen Ventilmechanismus, bei dem ein aus einem Permanentmagneten bestehendes Durchflußschalt-kugelventil in dem Bereich eingesetzt ist, der sowohl Durchfluß- als auch Bypassleitungen umfaßt. Das Permanentmagnetkugelventil wird nach rechts und links bewegt, indem der Elektromagnet durch den Polaritätswechsel betätigt wird, um die Durchflußleitung oder die Bypassleitung 17 zu öffnen oder zu schließen.
Fig. 6 zeigt eine Ausführung eines weiteren Durchflußschaltmechanismus. Es sind nach unten sich erstreckende Abschnitte vorgesehen, die von der Wasserdurchflußbohrung 12 der Anoden-Elektrolysezelle und von der Wasserdurchflußbohrung 12 der Kathoden-Elektrolysezelle ausgehen. Auf diese Weise wird ein seitlicher Raum 19 gebildet, der diese langgestreckten Bauteile miteinander verbindet. An der gegenüberliegenden Seite der Wasserdurchflußbohrung im Raum 19 sind eine Durchflußleitung 21, die mit Raum 19 verbunden ist und zur Auslaßöffnung 8 für alkalisches Ionenwasser öffnet, und eine Durchflußleitung 20, die zur Auslaßöffnung für saures Ionenwasser öffnet, parallel zueinander ausgebildet. Ein Durchflußschaltventilmittel 18, das auf einen Polaritätswechsel anspricht, ist im Raum 19 installiert. Das Durchflußschaltventilmittel 18 besteht vorzugsweise aus einem elektromagnetischen Ventil mit Topfmagnet. Der Zylinder 22 zum Umschalten der Durchflußrichtung wird in den Raum 19 eingesetzt und weist an einer bestimmten Position ein Loch oder eine Nut auf, um das Ionenwasser zu leiten.
Zum Betrieb des erfindungsgemäßen elektrolytischen Ionenwasserbereiters werden die Elektrodenanschlüße 2 der hintereinandergeschalteten Elektrolysezellen-Baueinheiten 1 abwechselnd mit der Anode und der Kathode verbunden, um eine alternierende Anordnung von Anoden-Elektrolysezellen und Kathoden-Elektrolysezellen zu erreichen. Leitungswasser strömt durch die Wassereinlaßöffnung 6 ein, und es findet eine elektrolytische Dissoziation seiner Elektrolyten statt, wenn das Wasser durch jede der Elektrolysezellen aufsteigt, wobei Alkali-Ionen, wie z. B. Natriumionen , Kalziumionen, Kaliumionen und Magnesiumionen, durch die Ionenaustauschermembran 5 zu den Kathoden-Elektrolysezellen wandern und dann in die Wasserdurchflußbohrung 12 eintreten, die zur Kathoden-Elektrolysezelle offen ist. In der Zwischenzeit wandern die Säurerest-Ionen, wie z. B. Chloridionen und Sulfationen, zur Anoden-Elektrolysezelle und treten in die Wasserdurchflußbohrung 12 ein, die eine Öffnung zur Anoden-Elektrolysezelle aufweist. Auf diese Weise fließt kontinuierlich alkalisches Ionenwasser, das Alkali-Ionen enthält, durch die Auslaßöffnung 8 für alkalisches Ionenwasser nach außen und saures Ionenwasser, welches Säurerest-Ionen enthält, fließt kontinuierlich durch die Auslaßöffnung 9 für saures Ionenwasser nach außen.
Indem der Durchflußschaltmechanismus, wie in Fig. 5 oder Fig. 6 dargestellt, innerhalb der Außenabdeckung des Wasserauslasses 10 oder im Kunstharzbauteil angeordnet ist, das zwischen der Außenabdeckung des Wasserauslasses 10 und der Elektrolysezellen-Baueinheit eingesetzt ist, wird Ionenwasser kontinuierlich hergestellt; das alkalische Ionenwasser fließt kontinuierlich durch die Auslaßöffnung 8 für alkalisches Ionenwasser nach außen, während saures Ionenwasser, welches Säurerest-Ionen enthält, kontinuierlich durch die Auslaßöffnung 9 für saures Ionenwasser nach außen fließt, selbst während der Reinigung der Elektrolysezellen, wenn die Polarität der Elektrodenplatten umgekehrt wird, um Ablagerungen von der Kathodenoberfläche zu entfernen. Die abgeschiedenen Ablagerungen können auf diese Weise während des Betriebs des Ionenwasserbereiters durch Polaritätswechsel der Elektroden, die als Kathoden fungieren, entfernt werden, oder zu Beginn oder am Ende jedes Betriebszyklus, wodurch die Lebensdauer der Elektroden in etwa verdoppelt wird.
Obwohl die Erfindung im Detail anhand von spezifischen Ausführungen beschrieben wird, ist es für den Fachmann ersichtlich, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne den Umfang der Ansprüche zu verlassen.

Bezugszeichenliste

Beschreibung der Symbole

1 Elektrolysezellen-Baueinheit
2 Elektrodenanschluß
3 Elektrodenplatte
4 O-Ring
5 Ionenaustauschermembran
6 Wassereinlaßöffnung
7 Außenabdeckung des Wassereinlasses
8 Auslaßöffnung für alkalisches Ionenwasser
9 Auslaßöffnung für saures/ säurehaltiges Ionenwasser
10 Außenabdeckung des Wasserauslasses
11 metallische Befestigungsmittel
12 Wasserdurchflußbohrung
13 Loch
14 Rahmen
15 Nut für O-Ring
16 Ausnehmungsbereich
17 Bypassleitung
18 Durchflußschaltventil
19 Raum
20 Durchflußleitung
21 Durchflußleitung
22 Zylinderventil

Claims

1. Elektrolytischer Ionenwasserbereiter zum Herstellen von sowohl alkalischem Ionenwasser, das alkalische Ionen enthält, als auch von saurem Ionenwasser, das Säurerest-Ionen enthält, durch Einleiten von Wasser in eine Elektrolysezelle, die Elektroden und Ionenauschtauschermembrane umfaßt, die zum Elektrolysieren der im Wasser enthaltenen Elektrolyte alternierend angeordnet sind, wobei der elektrolytische Ionenwasserbereiter hintereinandergeschichtete Elektrolysezellen-Baueinheiten umfaßt, wobei eine Außenabdeckung des Wassereinlasses auf einer Seite der geschichteten Elektrolysezellen-Baueinheiten und eine Außenabdekkung des Wasserauslasses auf der anderen Seite davon vorgesehen ist, und wobei das Elektrolysezellen-Baueinheit einen Kunstharzrahmen, eine Elektrodenplatte und eine Ionenaustauschermembran umfaßt, und der Kunstharzrahmen Bohrungen zur Aufnahme von metallischen Befestigungsmitteln an spezifischen Punkten auf seinem äußeren Rand aufweist, um die hintereinandergeschichteten Rahmen fest miteinander zu verbinden, eine Nut für O-Ringe am inneren Rand der Löcherreihe besitzt, einen Ausnehmungsbereich auf jeder Front- und Rückseite des Rahmens zum Einsetzen der Ionenaustauschermembrane aufweist, und zwei Wasserdurchflußbohrungen durch den Rahmen hindurch an spezifischen Stellen zwischen der Nut für die O-Ringe und dem Ausnehmungsbereich aufweist, wobei eine der Wasserdurchflußbohrungen mit einer Öffnung zum Innenraum der Elektrolysezelle versehen ist, und wobei die Elektrodenplatte in dem Elektrolysezellen-Baueinheit innerhalb der Breite des Kunstharzrahmens angeordnet ist und mit einem Elektrodenanschluß an seinem oberen Ende versehen ist, der aus dem Kunstharzrahmen herausragt, und wobei die Ionenaustauschermembrane in die Ausnehmungen der Vorder- und Rückseite des Kunstharzrahmens eingesetzt und so angeordnet sind, daß sie den Elektrodenplatten gegenüberstehen und sie wie ein Sandwich umgeben, während sie einen Abstand zwischen aufrechterhalten, und wobei die Außenabdeckung des Wassereinlasses mit einer Wassereinlaßöffnung versehen ist, die mit der Elektrolysezelle, die durch die Elektolysezellen-Baueinheiten gebildet wird, verbunden ist, und wobei die Außenabdeckung des Wasserauslasses mit einer Auslaßöffnung für basisches Ionenwasser versehen ist, die mit einer der beiden Wasserdurchflußbohrungen verbunden ist, um das erzeugte basische Ionenwasser abfließen zu lassen, und mit einer Auslaßöffnung für saures Ionenwasser versehen ist, die mit dem anderen der beiden Wasserdurchflußbohrungen verbunden ist, um das erzeugte saure Ionenwasser abfließen zu lassen, und wobei die Elektrolysezelleneinheit als Ganzes durch die wasserdichte Montage der hintereinandergeschichteten Elektrolysezellen-Einheits-bauteile entsteht, wobei sie Vorderseite an Vorderseite und Rückseite an Rückseite gestellt und mittels der in den O-Ring-Nuten der Elektrolysezellen-Baueinheiten eingelegten O-Ringe verbunden werden, durch wasserdichtes Aufsetzen der Wassereinlaßaußenabdeckung und der Wasserauslaßaußenabdeckung und durch Befestigen der Metallbefestigungsmittel, indem diese durch die Bohrungen im Kunstharzrahmen hindurchgesteckt und fest angezogen werden.

2. Elektrolytischer Ionenwasserbereiter nach Anspruch 1, wobei die Elektrodenplatte aus einem einzigen Werkstoff besteht.

3. Elektrolytischer Ionenwasserbereiter nach Anspruch 1, wobei die Elektrodenplatte aus Titan besteht, das mit einem Edelmetall beschichtet ist.

4. Elektrolytischer Ionenwasserbereiter nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei ein Paar Bypassleitungen in der Wasserauslaßaußenabdeckung oder innerhalb eines separaten Bauteils untergebracht sind, das zwischen der Wasserauslaßaußenabdeckung und dem benachbarten Elektrolysezellen-Baueinheit installiert ist, wobei es die Bypassleitungen sowohl ermöglichen, daß Wasser fließen kann, indem sie eine der beiden Wasserdurchflußbohrungen mit der Auslaßöffnung für basisches Ionenwasser verbinden als auch daß Wasser fließen kann, indem sie die andere Wasserdurchflußbohrung separat mit der Auslaßöffnung für saures Ionenwasser verbinden, und wobei das Durchlaßschaltventil, welches auf einen Polaritätswechsel anspricht, in jeder der Leitungen zwischen der zur Auslaßöffnung für basisches Ionenwasser geöffneten Durchflußleitung und einer der Bypassleitungen und zwischen der zur Auslaßöffnung für saures Ionenwasser geöffneten Durchflußleitung und der anderen Bypassleitung installiert ist.

5. Elektrolytischer Ionenwasserbereiter nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, wobei ein sich horizontal erstreckender Raum in der Außenabdeckung des Wasserauslasses oder innerhalb eines separaten Bauteils ausgebildet ist, das zwischen der Außenabdekkung des Wasserauslasses und der benachbarten Elektrolysezellen-Baueinheit eingebaut ist, um jede der beiden Wasserdurchflußbohrungen oder deren erweiterte Abschnitte miteinander zu verbinden, und wobei die Durchflußleitungen, die zur Auslaßöffnung für basisches Ionenwasser und zur Auslaßöffnung für saures Ionenwasser geöffnet sind, nebeneinander ausgebildet sind, nämlich nächst dem Raum und gegenüber der Wasserdurchflußbohrung in dem Raum, und wobei das Durchflußschaltventil innerhalb des Raumes vorgesehen ist und als Reaktion auf einen Polaritätswechsel nach rechts und links bewegt wird, so daß bei Öffnung der einen der beiden Wasserdurchflußbohrungen zur Auslaßöffnung für basisches Ionenwasser das Ventil die andere Wasserdurchflußbohrung mit der Durchflußleitung verbindet, die zur Auslaßöffnung für saures Ionenwasser geöffnet ist, und bei Öffnung der einen der beiden Wasserdurchflußbohrungen zur Auslaßöffnung für saures Ionenwasser das Ventil die andere Wasserdurchflußbohrung mit der Durchflußleitung verbindet, die zur Auslaßöffnung für basisches Ionenwasser geöffnet ist.