EP4615806A1 - Elektrolysezelle, insbesondere zur schwimmbeckendesinfektion - Google Patents

Elektrolysezelle, insbesondere zur schwimmbeckendesinfektion

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Publication number
EP4615806A1
EP4615806A1 EP23801354.4A EP23801354A EP4615806A1 EP 4615806 A1 EP4615806 A1 EP 4615806A1 EP 23801354 A EP23801354 A EP 23801354A EP 4615806 A1 EP4615806 A1 EP 4615806A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrolysis cell
electrodes
space
electrolyte
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23801354.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen JOHANN
Anton Mairhofer
Sophia Rodionova
Andrea Pavan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BWT Holding GmbH
Original Assignee
BWT Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BWT Holding GmbH filed Critical BWT Holding GmbH
Publication of EP4615806A1 publication Critical patent/EP4615806A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
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    • C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/4611—Fluid flow

Definitions

  • Electrolysis cell especially for swimming pool disinfection
  • the invention relates to an electrolysis cell which is used in particular for producing chlorine or hypochlorite or bromine or hypobromite for swimming pool disinfection.
  • the invention also relates to a method for producing the electrolysis cell.
  • hypochlorite or hypobromite can be produced from a salt solution using an electrolysis cell and used to disinfect swimming pools.
  • Chlorine produced by the electrolysis cell in particular hypochorous acid HC1O, acts as a strong oxidizing agent and thus has a strong disinfecting effect.
  • Known electrolysis cells used for swimming pool disinfection comprise, for example, a tubular housing in which an electrode package is arranged.
  • a disinfection system with such an electrolysis cell is sold in particular by the applicant under the trade name BWT Hydrolife 16.
  • a disadvantage of known electrolysis cells is that the efficiency is only sufficient if the water has a relatively high salt content, normally > 3 g/l NaCl.
  • the invention is based on the object of providing an electrolysis cell which is simply constructed and which has a high efficiency in terms of power output and turnover.
  • the invention is intended to provide an electrolysis cell which can be optimally used for a system for disinfecting swimming pools.
  • the object of the invention is already achieved by an electrolysis cell and by a method for producing an electrolysis cell according to one of the independent claims.
  • the invention relates to an electrolysis cell.
  • the electrolysis cell is designed in particular for a system for swimming pool disinfection in order to produce free chlorine or free bromine from a salt containing chloride or bromide, or generally from a salt containing halides.
  • the electrolysis cell comprises an inlet and an outlet and a housing with a plurality of plate-shaped electrodes.
  • the housing provides an annular space.
  • the electrolysis cell is designed in such a way that electrolyte can be introduced into the space from the inlet in such a way that a rotating flow is created.
  • the flow around the electrodes is not linear, but a vortex is created in the space which flows past the plate-shaped electrodes.
  • the space can in particular be circular or cylindrical in shape.
  • the housing may in particular comprise a circular cylindrical portion which provides the space and in which the electrodes are stacked.
  • this circular-cylindrical space intersects on the shell side with a tubular housing section which provides the inlet and the outlet. Due to the overlap, the circular-cylindrical space opens into the tubular section so that a partial flow of water can flow into the space and form a vortex there.
  • the flow of the electrolyte is divided into two partial flows.
  • a first partial flow flows directly to the outlet, while part of the salt solution or pool water passes the electrode package in a swirling manner in a second partial flow. Due to its design, the bypass is already integrated in a compact housing and an additional bypass is not necessary.
  • the electrolysis cell is designed in particular in such a way that the electrolyte flows tangentially or secantially into the space.
  • the plate-shaped electrodes are stacked parallel to the base of the circular-cylindrical space and spaced apart from one another.
  • the electrodes protrude from the space into the input stream.
  • the stacked electrodes of the electrode package protrude into the tubular section which overlaps with the space.
  • the electrolysis cell preferably has an electrode package with a plurality of stacked electrodes, in particular 3 to 10 electrodes.
  • the inner electrodes of the electrode package can be arranged as bipolar electrodes.
  • Bipolar electrodes are not connected to the electrical connections of the electrolysis cell.
  • the bipolar electrodes are free-standing and are surrounded by electrolyte.
  • the bipolar electrodes serve as reaction carriers.
  • This arrangement ensures a particularly simple construction of the electrolysis cell.
  • the electrolysis cell is preferably designed as a one-piece, i.e. undivided electrolysis cell.
  • the inner electrodes of the electrode package instead of a bipolar arrangement of the inner electrodes of the electrode package, in another embodiment of the invention they are connected in parallel and/or in series.
  • the electrodes are seated in holders or frames which are stacked in the space of the housing.
  • the holders can in particular comprise fingers for receiving the plate-shaped electrodes.
  • the holders can be ring-shaped, in particular circular.
  • the holders preferably comprise spacers and can be stacked on top of one another, in particular plugged onto one another, so that the individual plate-shaped electrodes are positioned at a defined distance from one another via the holders in the housing.
  • the spacers can be designed as webs, for example.
  • the electrode package with the holders can thus have water flowing through it from the casing side.
  • the holders form a type of grid through which the water can flow.
  • the electrodes are polygonal.
  • the electrodes are triangular, square or hexagonal.
  • the invention further relates to an electrolysis cell, in particular an electrolysis cell with the features described above.
  • This comprises an input and an output as well as a housing with a plurality of plate-shaped electrodes, wherein the housing provides a space with the electrodes.
  • an electrode package with a plurality of electrodes is located in the space.
  • an electrolyte can be introduced into the space with the electrodes.
  • the space comprises an electrolyte inlet, via which the electrolyte can be introduced through the space via the electrodes into a main stream.
  • the electrolysis cell comprises a housing through which a main stream, in particular a circulation line from a swimming pool, is passed.
  • the chamber is connected to the main stream in such a way that electrolyte can flow from the chamber into the main stream.
  • the housing also includes another inlet, namely an electrolyte inlet, through which electrolyte can be fed directly into the chamber.
  • electrolyte inlet through which electrolyte can be fed directly into the chamber.
  • electrolyte free chlorine or bromine, for example, is produced in the chamber and then fed into the main stream.
  • This design enables a particularly simple provision of an electrolysis cell without an additional bypass.
  • it can be the electrolysis cell described above, which has an additional Electrolyte inlet which leads into the compartment containing the electrode package.
  • the electrolyte inlet can be used in particular to produce chlorine or bromine from an electrolyte concentrate and to introduce it into the main stream.
  • the concentrated electrolyte can be provided, for example, by a salt separation system through which the swimming pool water is passed.
  • a salt separation system through which the swimming pool water is passed.
  • This can in particular be a reverse osmosis system.
  • the salt separation system produces low-salt water, which is then returned to the swimming pool, as well as concentrated electrolyte, which is metered into the electrolysis cell via the electrolyte inlet.
  • an insert part is inserted in the main stream, which provides an exit for the space with the electrodes.
  • the insert part is preferably designed to be removable and is used when the electrolysis cell is to be connected to the electrolyte inlet.
  • the insert can be omitted and the electrolyte inlet is not connected. In this case, a vortex must be created in the space around the electrolysis cell and chlorine or bromine is produced directly from the pool water.
  • the electrolysis cell is used to produce electrolyte from an electrolysis concentrate, for example in a plant for To separate salt, chlorine or bromine, the insert is inserted and provides the exit of the chamber with the electrodes.
  • the insert can in particular be designed as a cover which reduces the opening between the main flow and the space with the electrodes. No significant amount of water now flows from the main flow into the space, but electrolyte concentrate is fed into the space via the electrolyte inlet and the water enriched with free chlorine or bromine enters the main flow via the insert.
  • the invention further relates to a method for producing an electrolysis cell, in particular an electrolysis cell as described above.
  • a plate-shaped electrode material made of a coated metal is provided.
  • the electrodes may in particular be provided from coated titanium, tantalum or nickel and comprise a conductive oxide layer.
  • Iridium oxide and/or ruthenium oxide or platinum can be used as a conductive oxide layer.
  • the material of the plate-shaped electrode can, for example, have a thickness of 0.5 to 2 mm.
  • this material is divided into polygonal, in particular hexagonal, electrodes, which are then inserted into a housing of the electrolysis cell.
  • the electrodes can be punched out, laser cut or water jet cut.
  • a material such as titanium is preferably used, which oxidizes at the edges and thus forms an oxidizing protective layer.
  • the cutting edge is thus passivated.
  • Fig. 1 is a perspective view of an electrolytic cell according to the invention.
  • Fig . 2 is a longitudinal section of the electrolytic cell .
  • Fig . 3 is a cross section of the electrolytic cell .
  • Fig. 1 shows a perspective view of an embodiment of an electrolysis cell 1 according to the invention.
  • the electrolysis cell 1 comprises a housing 10 which provides a substantially circular cylindrical space 13 which is closed with a lid 11.
  • the lid 11 can in particular be designed as a screw lid.
  • the housing 10 comprises a pipe section 14 which provides an inlet 15 and an outlet 16.
  • the electrolysis cell 1 can be installed in particular in the circulation line of a swimming pool.
  • the housing 10 is thus formed by a circular cylindrical space
  • the cover 11 comprises star-shaped webs 12, which serve as stiffening webs or handles for screwing on and off the cover 11.
  • An electrical connection 3a for connecting an electrode protrudes from the housing 10, or more precisely from the cover 11.
  • Fig. 2 is a longitudinal section approximately in the middle of the pipe section
  • plate-shaped electrodes 2 are stacked on top of each other.
  • the space 13 overlaps with the pipe section 14 so that the space 13 is open laterally to the pipe section 14.
  • the electrolyte flowing in via the inlet 15 thus flows partially into the chamber 13, in which a vortex is formed.
  • the flow directions are marked with arrows.
  • Electrolyte which leaves the vortex again, flows back into the main stream and leaves the electrolysis cell 1 via the outlet 16.
  • ring-shaped holders 20 which are inserted into the space 13.
  • the holders 20 comprise fingers 21 which grasp and hold the electrodes 2 at the corners.
  • the holders 20 comprise spacers 22 which serve to ensure a defined distance between the holders 20 and thus between the electrodes 2.
  • the space 13 preferably has a diameter of 50 - 200 mm (inner diameter).
  • the housing 10 On the side opposite the pipe section 14, the housing 10 comprises the electrolyte inlet 17.
  • the electrolyte inlet 17 can in particular comprise a check valve and can be used alternatively if the electrolyte is not to be supplied via the inlet 15, but for example as a concentrate via the electrolyte inlet 17 (see Fig. 4 and 5).
  • Fig . 3 is a cross section of the electrolytic cell .
  • the housing 10 is shown, which also has star-shaped webs 12 on the side opposite the screwed-on cover.
  • the electrical connections 3a, 3b are led out of the middle of the space 13. These are sealed in the housing 10, in particular one of them in the cover 11 of the housing 10.
  • the external electrodes 2a and 2e are contacted via the electrical connections 3a, 3b.
  • the inner electrodes 2b - 2d are arranged bipolarly and serve only as reaction carriers.
  • the electrodes 2a - 2e are inserted into the holders 20a - 20f.
  • the holders 20a - 20f are plugged together and thus form, together with the electrodes 2a - 2e, an electrode package in which the electrodes 2a - 2e are held together at a defined distance.
  • the electrode package extends into the pipe section 14 .
  • Fig. 4 is a sectional view in which the pipe piece 14 is cut open.
  • An insert part 30 is now inserted into the pipe section 14 , which insert part comprises a bulge 31 into which the electrodes protrude . Within the bulge 31 there is an outlet 32 through which the electrolyte enriched with chlorine or bromine flows into the main stream in the pipe section 14.
  • the insert part 30 thus serves to reduce the passage cross-section between the pipe section 14 and the space with the electrodes.
  • the electrolyte is introduced via the electrolyte inlet 17 into the space 13 with the electrodes 2.
  • the electrolyte flows through the package with the electrodes 2 and the water enriched with free chlorine or bromine flows via the outlet 32 into the main stream in the pipe section 14.
  • the electrolysis cell 1 can be used in particular when the concentrate from a salt separation plant (not shown) is to be introduced directly into the electrolysis cell via the electrolyte inlet 17.
  • the invention made it possible to provide an electrolysis cell which has a high efficiency and can be used flexibly, in particular for the production of free chlorine or bromine for swimming pool disinfection.
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Abstract

Die Offenbarung betrifft eine Elektrolysezelle, umfassend einen Eingang und einen Ausgang sowie ein Gehäuse mit einer Mehrzahl plattenförmiger Elektroden. Das Gehäuse stellt einen ringförmigen Raum bereit, in welchen Elektrolyt vom Eingang derart einleitbar ist, dass eine rotierende Strömung einsteht.

Description

Elektrolysezelle , insbesondere zur Schwiminbeckendesinfektion
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betri f ft eine Elektrolysezelle , welche insbesondere zur Erzeugung von Chlor bzw . Hypochlorit oder Brom bzw . Hypobromit zur Schwimmbeckendesinfektion verwendet wird . Weiter betri f ft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Elektrolysezelle .
Hintergrund der Erfindung
Es ist aus der Praxis bekannt , mittels einer Elektrolysezelle aus einer Sal zlösung Hypochlorit oder Hypobromit herzustellen und zur Schwimmbeckendesinfektion zu verwenden . Durch die Elektrolysezelle erzeugtes Chlor, insbesondere Hypochorige Säure HC1O, wirkt als stark oxidatives Mittel und hat so eine hohe Desinfektionswirkung .
Bekannte zur Schwimmbeckendesinfektion verwendete Elektrolysezellen umfassen beispielsweise ein rohrförmiges Gehäuse , in welchem ein Elektrodenpaket angeordnet ist . Ein Desinfektionssystem mit einer derartigen Elektrolysezelle wird insbesondere von der Anmelderin unter dem Handelsnamen BWT Hydroli fe 16 vertrieben .
Nachteilig bei bekannten Elektrolysezellen ist , dass der Ef fi zienz nur dann ausreichend ist , wenn das Wasser einen relativ hohen Sal zanteil hat , normalerweise > 3 g/ 1 NaCl . Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde , eine Elektrolysezelle bereitzustellen, welche einfach aufgebaut ist und welche eine hohe Ef fi zienz , bzgl . Stromausbeute und Umsatz hat . Insbesondere soll durch die Erfindung eine Elektrolysezelle bereitgestellt werden, welche optimal für eine Anlage zur Desinfektion von Schwimmbecken verwendet werden kann .
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird bereits durch eine Elektrolysezelle sowie durch ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrolysezelle nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst .
Bevorzugte Aus führungs formen und Weiterbildungen der Erfindung sind dem Gegenstand der abhängigen Ansprüche , der Beschreibung sowie den Zeichnungen zu entnehmen .
Die Erfindung betri f ft eine Elektrolysezelle . Die Elektrolysezelle ist insbesondere für eine Anlage zur Schwimmbeckendesinfektion ausgebildet , um aus einem chlorid- oder bromidhaltigen, oder allgemein aus einem halogenidhaltigen Sal z freies Chlor bzw . freies Brom zu erzeugen .
Die Elektrolysezelle umfasst einen Eingang und einen Ausgang sowie ein Gehäuse mit einer Mehrzahl plattenförmiger Elektroden . Das Gehäuse stellt einen ringförmigen Raum bereit . Die Elektrolysezelle ist erfindungsgemäß derart ausgebildet , dass in den Raum Elektrolyt vom Eingang derart einleitbar ist , dass eine rotierende Strömung entsteht .
Gemäß der Erfindung werden die Elektroden, insbesondere das Elektrodenpaket , also nicht linear umströmt , sondern es entsteht in dem Raum ein Wirbel , der an den plattenförmigen Elektroden vorbeiströmt .
Es hat sich herausgestellt , dass hierdurch die Ef fi zienz der Elektrolysezelle erhöht werden kann . Die Erfinder vermuten, dass durch die wirbel förmige Strömung die Elektroden in verbesserter Weise mit frischem Elektrolyt umspült werden, was die Ef fi zienz erhöht .
Der Raum kann insbesondere kreis zylinderförmig ausgebildet sein .
Das Gehäuse kann insbesondere einen kreis zylinderförmigen Abschnitt umfassen, welcher den Raum bereitstellt und in welchem die Elektroden gestapelt sind .
Dieser kreis zylinderförmige Raum schneidet sich bei einer Aus führungs form der Erfindung mantelseitig mit einem rohrförmigen Gehäuseabschnitt , welcher den Eingang und den Ausgang bereitstellt . Aufgrund der Überschneidung öf fnet sich der kreis zylinderförmige Raum in den rohrförmigen Abschnitt , so dass hier ein Teilstrom des Wassers in den Raum fließen kann und dort einen Wirbel bildet .
Zwischen Eingang und Ausgang wird die Strömung des Elektrolyts so in zwei Teilströme unterteilt . Ein erster Teilstrom fließt direkt zum Ausgang, während ein Teil der Sal zlösung bzw . des Schwimmbeckenwassers in einem zweiten Teilstrom wirbel förmig das Elektrodenpaket passiert . So ist der Bypass bauartbedingt bereits in einem kompakten Gehäuse integriert und es kann auf einen zusätzlichen Bypass verzichtet werden .
Die Elektrolysezelle ist insbesondere derart ausgebildet , dass der Elektrolyt tangential oder sekantial in den Raum einströmt . Die plattenförmigen Elektroden sind dabei parallel zur Grundfläche des kreis zylinderförmigen Raums j eweils voneinander beabstandet gestapelt .
Vorzugsweise ragen die Elektroden aus dem Raum in den Eingangsstrom hinein . Insbesondere ragen die aufeinander gestapelten Elektroden des Elektrodenpakets in den rohrförmigen Abschnitt , welcher sich mit dem Raum überschneidet .
Die Elektrolysezelle hat vorzugsweise ein Elektrodenpaket mit einer Viel zahl gestapelter Elektroden, insbesondere 3 bis 10 Elektroden .
Innere Elektroden des Elektrodenpakets können als bipolare Elektroden angeordnet sein . Bipolare Elektroden sind nicht an die elektrischen Anschlüsse der Elektrolysezelle angeschlossen . Die bipolar geschalteten Elektroden stehen frei im Raum und werden mit Elektrolyt umspült . Die bipolaren Elektroden dienen als Reaktionsträger .
Diese Anordnung stellt einen besonders einfachen Aufbau der Elektrolysezelle sicher .
Für die Erzeugung von Chlor oder Brom zur Schwimmbeckendesinfektion ist die Elektrolysezelle vorzugsweise als einteilige , also ungeteilte Elektrolysezelle ausgebildet . Statt einer bipolaren Anordnung der innere Elektroden des Elektrodenpaket sind diese bei einer anderen Aus führungs form der Erfindung parallel und/oder in Reihe geschaltet .
Bei einer Aus führungs form der Erfindung sitzen die Elektroden in Haltern bzw . Rahmen, welche in dem Raum des Gehäuses gestapelt sind .
Die Halter können insbesondere Finger zur Aufnahme der plattenförmigen Elektroden umfassen . Insbesondere können die Halter ringförmig, insbesondere kreis förmig, ausgebildet sein .
Weiter umfassen die Halter vorzugsweise Abstandshalter und können aufeinander gestapelt werden, insbesondere aufeinander gesteckt werden, so dass die einzelnen plattenförmigen Elektroden mit definiertem Abstand zueinander über die Halter im Gehäuse positioniert sind . Die Abstandshalter können beispielsweise als Stege ausgebildet sein . Das Elektrodenpaket mit den Haltern kann so von der Mantelseite her mit Wasser durchströmt werden . Die Halter bilden dabei eine Art Gitter, welches vom Wasser durchströmt werden kann .
Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind die Elektroden polygonförmig ausgebildet . Insbesondere sind die Elektroden dreieckig, viereckig oder hexagonal ausgebildet .
Diese Geometrie hat den Vorteil , dass die Elektroden durch Vereinzelung aus einem Plattenmaterial hergestellt werden, wobei zwischen den einzelnen Elektroden kein Verschnitt entsteht . Insbesondere die hexagonale Ausgestaltung ist dabei gut an die kreis zylindrische Form des Gehäuses angenähert . Die Erfindung betri f ft des Weiteren eine Elektrolysezelle , insbesondere eine Elektrolysezelle mit vorstehend beschriebenen Merkmalen .
Diese umfasst einen Eingang und einen Ausgang sowie ein Gehäuse mit einer Mehrzahl plattenförmiger Elektroden, wobei das Gehäuse einen Raum mit den Elektroden bereitstellt . In dem Raum befindet sich insbesondere ein Elektrodenpaket mit einer Viel zahl an Elektroden .
In den Raum mit den Elektroden ist ein Elektrolyt einleitbar . Erfindungsgemäß umfasst der Raum einen Elektrolyteingang, über den der Elektrolyt durch den Raum über die Elektroden in einen Hauptstrom einleitbar ist .
Bei dieser Aus führungs form der Erfindung umfasst die Elektrolysezelle also ein Gehäuse , durch welches ein Hauptstrom, insbesondere einer Umwäl zleitung aus einem Schwimmbecken geleitet wird .
Der Raum ist mit dem Hauptstrom derart verbunden, dass Elektrolyt vom Raum in den Hauptstrom fließen kann .
Weiter umfasst das Gehäuse einen weiteren Eingang, nämlich einen Elektrolyteingang, über den Elektrolyt direkt in den Raum leitbar ist . Mittels des Elektrolyts wird beispielsweise freies Chlor oder Brom in dem Raum hergestellt und sodann in den Hauptstrom geleitet .
Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders einfache Bereitstellung einer Elektrolysezelle ohne zusätzlichen Bypass .
Es kann sich insbesondere um die vorstehend beschriebene Elektrolysezelle handeln, welche einen zusätzlichen Elektrolyteingang umfasst , der in den Raum mit dem Elektrodenpaket führt .
Der Elektrolyteingang kann insbesondere verwendet werden, um aus einem Elektrolytkonzentrat Chlor oder Brom zu erzeugen und um dieses in den Hauptstrom einzuleiten .
Der konzentrierte Elektrolyt kann beispielsweise über eine Anlage zur Sal zabtrennung bereitgestellt werden, über die das Schwimmbeckenwasser geleitet wird . Es kann sich dabei insbesondere um eine Umkehrosmoseanlage handeln .
Uber die Anlage zur Sal zabtrennung wird also sal zarmes Wasser erzeugt , welches zurück ins Schwimmbecken geleitet wird, sowie konzentrierter Elektrolyt , welcher über den Elektrolyteingang in die Elektrolysezelle eindosiert wird .
Bei einer Aus führungs form der Erfindung ist insbesondere vorgesehen, dass im Hauptstrom ein Einsatzteil eingesetzt ist , welches einen Ausgang für den Raum mit den Elektroden bereitstellt .
Das Einsatzteil ist vorzugsweise herausnehmbar ausgebildet , wird dann verwendet , wenn die Elektrolysezelle am Elektrolyteingang angeschlossen werden soll .
Wird das Schwimmbeckenwasser direkt als Elektrolyt verwendet , so kann der Einsatz weggelassen werden und der Elektrolyteingang wird nicht angeschlossen . Bei dieser Verwendung muss sich insbesondere ein Wirbel in dem Raum der Elektrolysezelle und es wird direkt aus dem Schwimmbeckenwasser Chlor oder Brom erzeugt .
Wird die Elektrolysezelle dagegen verwendet , um aus einem Elektrolysekonzentrat , beispielsweise einer Anlage zur Sal zabtrennung, Chlor oder Brom zu erzeugen, wird das Einsatzteil eingesetzt und stellt den Ausgang des Raums mit den Elektroden bereit .
Der Einsatz kann insbesondere als Deckel ausgebildet sein, welcher die Öf fnung zwischen dem Hauptstrom und dem Raum mit den Elektroden verkleinert . Es fließt nunmehr keine nennenswerte Menge Wasser vom Hauptstrom in den Raum hinein, sondern es wird Elektrolytkonzentrat über den Elektrolyteingang in den Raum geleitet und das mit freiem Chlor oder Brom angereicherte Wasser tritt über das Einsatzteil in den Hauptstrom hinein .
Die Erfindung betri f ft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrolysezelle , insbesondere einer Elektrolysezelle , wie sie vorstehend beschrieben wurde .
Gemäß der Erfindung wird ein plattenförmiges Elektrodenmaterial aus einem beschichteten Metall bereit gestellt .
Die Elektroden können insbesondere aus beschichtetem Titan, Tantal oder Nickel bereitgestellt sein und eine leitende Oxidschicht umfassen .
Als leitende Oxidschicht kann beispielsweise Iridiumoxid und/oder Rutheniumoxid bzw . Platin dienen .
Das Material der plattenförmigen Elektrode kann beispielsweise eine Dicke von 0 , 5 bis 2 mm haben .
Dieses Material wird gemäß der Erfindung in polygonförmige , insbesondere hexagonale , Elektroden zerteilt , welche sodann in ein Gehäuse der Elektrolysezelle eingesetzt werden . Insbesondere können die Elektroden ausgestanzt , laser- oder wasserstrahlgeschnitten werden .
Die Verwendung einer hexagonalen Form ermöglicht eine Herstellung nahezu ohne Verschnitt .
Vielmehr wird vorzugsweise ein Material , wie beispielsweise Titan verwendet , welche randseitig oxidiert und so eine oxidierende Schutzschicht bildet . Die Schnittkante wird somit passiviert .
Dies hat sogar den Vorteil , dass automatisch eine Elektrode bereitgestellt wird, welche an den Kanten mit einem Material mit geringerer elektrischer Leitfähigkeit als an Vorderseite und Rückseite hat .
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Der Gegenstand der Erfindung soll im Folgenden bezugnehmend auf die Zeichnungen Fig . 1 bis Fig . 5 anhand eines Aus führungsbeispiels näher erläutert werden .
Fig . 1 ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Elektrolysezelle .
Fig . 2 ist ein Längsschnitt der Elektrolysezelle .
Fig . 3 ist ein Querschnitt der Elektrolysezelle .
Bezugnehmend auf die Schnittansichten gemäß Fig . 4 und Fig . 5 soll die Verwendung der Elektrolysezelle für ein Konzentrat verwendet werden, wobei ein Einsatz in den Hauptstrom der Elektrolysezelle eingesetzt ist . Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Fig . 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht ein Aus führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Elektrolysezelle 1 . Die Elektrolysezelle 1 umfasst ein Gehäuse 10 , welches einen im Wesentlichen kreis zylindrischen Raum 13 bereitstellt , der mit einem Deckel 11 verschlossen ist .
Der Deckel 11 kann insbesondere als Schraubdeckel ausgebildet sein .
Weiter umfasst das Gehäuse 10 ein Rohrstück 14 , welches einen Eingang 15 und einen Ausgang 16 bereitstellt .
Mittels des Rohrstücks 14 kann die Elektrolysezelle 1 insbesondere in die Umwäl zleitung eines Schwimmbeckens eingebaut werden .
Das Gehäuse 10 wird somit durch einen kreis zylindrischen Raum
13 gebildet , welcher sich mantelseitig mit dem Rohrstück 14 schneidet .
Der Deckel 11 umfasst sternförmig verlaufende Stege 12 , welche als Verstei fungsstege oder Gri f fstücke zum Auf- und Zuschrauben des Deckels 11 dient . Aus dem Gehäuse 10 , genauer gesagt aus dem Deckel 11 , ragt ein elektrischer Anschluss 3a zum Anschließen einer Elektrode heraus .
Fig . 2 ist ein Längsschnitt in etwa mittig durch das Rohrstück
14 .
In dem kreis zylinderförmigen Raum 13 sind plattenförmige Elektroden 2 aufeinandergestapelt . Der Raum 13 überschneidet sich mit dem Rohrstück 14 , so dass der Raum 13 seitlich zum Rohrstück 14 of fen ist .
Der über den Eingang 15 einströmende Elektrolyt fließt so teilweise in den Raum 13 , in welchem sich ein Wirbel bildet . Die Flussrichtungen sind mit Pfeilen gekennzeichnet .
Elektrolyt , welcher den Wirbel wieder verlässt , fließt zurück in den Hauptstrom und verlässt über den Ausgang 16 die Elektrolysezelle 1 .
Weiter dargestellt sind die ringförmigen Halter 20 , welche in den Raum 13 eingesetzt sind .
Die Halter 20 umfassen in diesem Aus führungsbeispiel Finger 21 , die die Elektroden 2 an den Ecken fassen und halten .
Weiter umfassen die Halter 20 Abstandshalter 22 , die für einen definierten Abstand der Halter 20 und damit der Elektroden 2 dienen .
Der Raum 13 hat vorzugsweise einen Durchmesser von 50 - 200 mm ( Innendurchmesser ) .
Auf der dem Rohrstück 14 gegenüberliegenden Seite umfasst das Gehäuse 10 den Elektrolyteingang 17 .
Der Elektrolyteingang 17 kann insbesondere ein Rückschlagventil umfassen und kann alternativ verwendet werden, wenn der Elektrolyt nicht über den Eingang 15 , sondern beispielsweise als Konzentrat über den Elektrolyteingang 17 zugeführt werden soll ( siehe dazu Fig . 4 und 5 ) .
Fig . 3 ist ein Querschnitt der Elektrolysezelle . Dargestellt ist das Gehäuse 10 , welches auch auf der dem auf geschraubten Deckel gegenüberliegenden Seite sternförmig verlaufende Stege 12 aufweist .
Mittig aus dem Raum 13 sind die elektrischen Anschlüsse 3a, 3b herausgeführt . Diese sitzen abgedichtet im Gehäuse 10 , insbesondere eine davon im Deckel 11 des Gehäuses 10 .
Über die elektrischen Anschlüsse 3a, 3b werden die äußeren Elektroden 2a und 2e kontaktiert .
Die inneren Elektroden 2b - 2d sind dagegen bipolar angeordnet und dienen nur als Reaktionsträger .
Die Elektroden 2a - 2e sind die Halter 20a - 20 f eingesetzt .
Die Halter 20a - 20 f sind zusammengesteckt und bilden so zusammen mit den Elektroden 2a - 2e ein Elektrodenpaket , bei welchem die Elektroden 2a - 2e in einem definierten Abstand zusammengehalten werden .
Das Elektrodenpaket ragt in das Rohrstück 14 hinein .
Bezugnehmend auf Fig . 4 und Fig . 5 soll die alternative Verwendung der Elektrolysezelle 1 zur Prozessierung eines Elektrolytkonzentrats näher erläutert werden .
Fig . 4 ist eine Schnittansicht , bei der das Rohrstück 14 auf geschnitten ist .
In das Rohrstück 14 ist nunmehr ein Einsatzteil 30 eingesetzt , welcher eine Aufwölbung 31 umfasst , in die die Elektroden hineinragen . Innerhalb der Aufwölbung 31 ist ein Ausgang 32 vorhanden, durch den der mit Chlor oder Brom angereicherte Elektrolyt in den Hauptstrom in dem Rohrstück 14 einfließt .
Das Einsatzteil 30 dient also der Verkleinerung des Durchlassquerschnittes zwischen Rohrstück 14 und dem Raum mit den Elektroden .
In diesem Betriebs zustand fließt nunmehr keine nennenswerte Menge Wasser mehr von dem Rohrstück 14 in den Raum mit den Elektroden .
Vielmehr wird, wie in dem Längsschnitt gemäß Fig . 5 dargestellt ist , der Elektrolyt über den Elektrolyteingang 17 in den Raum 13 mit den Elektroden 2 eingeleitet .
Der Elektrolyt strömt durch das Paket mit den Elektroden 2 und das mit freiem Chlor oder Brom angereicherte Wasser fließt über den Ausgang 32 in den Hauptstrom in dem Rohrstück 14 .
So wie hier zusammen mit dem Einsatzteil 30 kann die Elektrolysezelle 1 insbesondere verwendet werden, wenn das Konzentrat aus einer Anlage zur Sal zabtrennung (nicht dargestellt ) direkt über den Elektrolyteingang 17 in die Elektrolysezelle eingeleitet werden soll .
Die Entstehung eines Wirbels , der die Elektroden 2 umspült , ist in diesem Betriebs zustand nicht notwendig, da die Sal zkonzentration höher ist als in dem in Fig . 1 bis Fig . 3 dargestellten Betriebs zustand .
Durch die Erfindung konnte eine Elektrolysezelle bereitgestellt werden, welche eine hohe Ef fi zienz hat und flexibel verwendet werden kann, insbesondere für die Erzeugung von freiem Chlor oder Brom zur Schwimmbeckendesinfektion . Bezugs zeichenliste
1 Elektrolysezelle
2 Elektrode
3a, 3b elektr . Anschluss
10 Gehäuse
11 Deckel
12 Steg
13 Raum
14 Rohrstück
15 Eingang
16 Ausgang
17 Elektrolyteingang
20 Halter
21 Finger
22 Abstandshalter
30 Einsatzteil
31 Aufwölbung
32 Ausgang

Claims

Ansprüche :
1. Elektrolysezelle, umfassend einen Eingang und einen Ausgang sowie ein Gehäuse mit einer Mehrzahl plattenförmiger Elektroden, wobei das Gehäuse einen ringförmigen Raum bereitstellt, in welchen Elektrolyt vom Eingang derart einleitbar ist, dass eine rotierende Strömung einsteht.
2. Elektrolysezelle nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum kreiszylinderförmig ausgebildet ist.
3. Elektrolysezelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolysezelle derart ausgebildet ist, dass der Elektrolyt tangential oder sekantial in den Raum einströmt.
4. Elektrolysezelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden aus dem Raum in einen Eingangsstrom hineinragen.
5. Elektrolysezelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolysezelle ein Elektrodenpaket mit einer Vielzahl gestapelter Elektroden umfasst, insbesondere 5 bis 10 Elektroden.
6. Elektrolysezelle nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass innere Elektroden des Elektrodenpakets als bipolare Elektroden angeordnet sind.
7. Elektrolysezelle nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden in Haltern sitzen, welche in dem Raum des Gehäuses gestapelt sind . Elektrolysezelle nach einem der vorstehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass die Elektroden polygonförmig ausgebildet sind, insbesondere hexagonal . Elektrolysezelle , insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche umfassend einen Eingang und einen Ausgang sowie ein Gehäuse mit einer Mehrzahl plattenförmiger Elektroden, wobei das Gehäuse einen Raum mit den Elektroden bereitstellt , in welchen Elektrolyt einleitbar ist , wobei der Raum einen Elektrolyteingang umfasst , über den der Elektrolyt durch den Raum über die Elektroden in einen Hauptstrom einleitbar ist . . Elektrolysezelle nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet , dass in den Hauptstrom ein Einsatzteil gesetzt ist , welches einen Ausgang für den Raum mit den Elektroden bereitstellt . . Verwendung einer Elektrolysezelle nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Herstellung eines Oxidationsmittels , insbesondere von freiem Chlor, zur Schwimmbeckendesinfektion . . Verfahren zur Herstellung einer Elektrolysezelle , insbesondere einer Elektrolysezelle nach einem der vorstehenden Ansprüche , wobei ein plattenförmiges Elektrodenmaterial aus einem beschichteten Metall bereitgestellt wird, welches in polygonförmige , insbesondere hexagonale Elektroden zerteilt wird, welche in ein Gehäuse der Elektrolysezelle eingesetzt werden .
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