DE102017218555A1 - Device and method for deionizing a fluid - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) zum Deionisieren eines Fluids (101). Die Vorrichtung (100) weist zumindest zwei Elektrodeneinheiten (110) auf, an denen entlang das Fluid (101) führbar ist, um deionisiertes Fluid (102) und mit Ionen angereichertes Fluid (103) zu erzeugen. Dabei weist jede Elektrodeneinheit (110) mindestens zwei elektrisch voneinander isolierte Teilabschnitte (112, 114) auf. Die Vorrichtung (100) weist auch zumindest einen Deionisierungskanal (120) auf, in dem kontinuierlich das Fluid (101) an den zumindest zwei Elektrodeneinheiten (110) entlang und das deionisierte Fluid (102) von den zumindest zwei Elektrodeneinheiten (110) weg führbar sind. Ferner weist die Vorrichtung (100) zumindest einen Regenerationskanal (130) auf, in dem das mit Ionen angereicherte Fluid (103) von den zumindest zwei Elektrodeneinheiten (110) weg führbar ist. Die Vorrichtung (100) weist auch Trennmittel (140; 145) auf, die ausgeformt sind, um die Kanäle (120, 130) strömungsmechanisch voneinander zu trennen. Die Elektrodeneinheiten (110) sind relativ zu den Trennmitteln (140; 145) bewegbar, um die Teilabschnitte (112, 114) jeder Elektrodeneinheit (110) abwechselnd in dem zumindest einen Deionisierungskanal (120) und in dem zumindest einen Regenerationskanal (130) anzuordnen.The invention relates to a device (100) for deionizing a fluid (101). The device (100) has at least two electrode units (110) along which the fluid (101) can be guided in order to produce deionized fluid (102) and ion-enriched fluid (103). In this case, each electrode unit (110) has at least two subsections (112, 114) which are electrically insulated from one another. The device (100) also has at least one deionization channel (120) in which the fluid (101) can continuously be guided along the at least two electrode units (110) and the deionized fluid (102) can be guided away from the at least two electrode units (110) , Furthermore, the device (100) has at least one regeneration channel (130), in which the ion-enriched fluid (103) can be guided away from the at least two electrode units (110). The device (100) also includes separating means (140; 145) which are shaped to fluidically separate the channels (120, 130) from each other. The electrode units (110) are movable relative to the separation means (140; 145) to alternately place the subsections (112, 114) of each electrode unit (110) in the at least one deionization channel (120) and in the at least one regeneration channel (130).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.The invention is based on a device or a method according to the preamble of the independent claims.

Eine Wasserenthärtung kann insbesondere im häuslichen Bereich beispielsweise unter Verwendung von Ionenaustauschern, Umkehrosmose oder kapazitiver Deionisierung bzw. Capacitive Deionisation (CDI) erfolgen.Water softening can be carried out in particular in the domestic sector, for example using ion exchangers, reverse osmosis or capacitive deionization or capacitive deionization (CDI).

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren, weiterhin eine Vorrichtung und ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.Against this background, with the approach presented here, a method, furthermore a device and a control device, which uses this method are presented according to the main claims. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim device are possible.

Gemäß Ausführungsformen kann eine kontinuierliche Deionisierung, beispielsweise eine Wasserenthärtung, insbesondere unter Verwendung rotierender Elektroden, zum Beispiel rotierender Graphit-Elektroden oder dergleichen, realisiert werden. Hierbei kann insbesondere ein kontinuierlicher Betrieb einer Vorrichtung zur Deionisierung und zusätzlich oder alternativ ein kontinuierlicher Ablauf eines Verfahrens zur Deionisierung erreicht werden. Ferner können beispielsweise Elektrodeneinheiten relativ zu einem kontinuierlichen Fluidstrom beweglich ausgeführt sein, wobei eine Abkehr von einer ortsfesten Anordnung der Elektrodeneinheiten relativ zu dem Fluid erfolgt. Gemäß Ausführungsformen kann beispielsweise eine Anwendung in Verbindung mit Wasserenthärtungsanlagen, insbesondere für einen häuslichen Bereich bzw. Haushaltsbereich, mit Wasserentsalzungsanlagen, mit einer Erzeugung von Reinstwasser für Wasserelektrolyseure oder dergleichen umgesetzt werden.According to embodiments, a continuous deionization, for example a water softening, in particular using rotating electrodes, for example rotating graphite electrodes or the like, can be realized. Here, in particular, a continuous operation of a device for deionization and additionally or alternatively a continuous sequence of a method for deionization can be achieved. Further, for example, electrode units may be designed to be movable relative to a continuous fluid flow, with a departure from a stationary arrangement of the electrode units relative to the fluid. According to embodiments, for example, an application may be implemented in connection with water softening systems, in particular for a domestic area, with desalination plants, with a production of ultrapure water for electrolysers or the like.

Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen insbesondere anstelle eines diskontinuierlichen Betriebs ein kontinuierlicher Betrieb einer Vorrichtung zur Deionisierung, insbesondere einer Wasserenthärtungsanlage, realisiert werden. Dadurch kann auf Komponenten, Baugruppen oder dergleichen verzichtet werden, wie beispielsweise auf Umschaltventile, Vorratsbehälter etc. Auch kann eine Lebensdauer der Elektrodeneinheiten verlängert werden, da aufgrund einer kurzen Verweildauer der Teilabschnitte der Elektrodeneinheiten in dem zu deionisierenden Fluid lediglich eine oberflächliche Anlagerung von Ionen erfolgt und damit einer Blockierung innerer Bereiche der Elektrodeneinheiten vorgebeugt werden kann. Ferner kann durch einen solchen Betrieb mit kontinuierlichem Deionisierungsstrom eine Leistungsdichte erhöht werden und können somit eine kompakte Bauform erreicht sowie ein Materialeinsatz und Kosten verringert werden. Unter Umständen kann sogar auf poröse Kohlenstoffschichten der Elektrodeneinheiten verzichtet werden, da aufgrund der Bewegung der Elektrodeneinheiten bzw. bei entsprechend schnellem Zyklenwechsel pro Absorptionszyklus lediglich eine geringe Anzahl von Ionen anzulagern sind. Somit können aufgrund der kontinuierlichen Betriebsweise der Deionisierung eine Strömungsführung vereinfacht sowie Umschaltventile und Speichertanks für Fluide mit unterschiedlicher lonenkonzentration verringert oder vermieden werden.Advantageously, according to embodiments, in particular instead of a discontinuous operation, a continuous operation of a device for deionization, in particular a water softening system, can be realized. This makes it possible to dispense with components, assemblies or the like, such as switching valves, reservoir etc. Also, a lifetime of the electrode units can be extended, since due to a short residence time of the subsections of the electrode units in the deionizing fluid only a superficial deposition of ions takes place and so that blocking of inner regions of the electrode units can be prevented. Furthermore, by such a continuous deionizing current operation, a power density can be increased and thus a compact design can be achieved, and a material usage and cost can be reduced. Under certain circumstances, it is even possible to dispense with porous carbon layers of the electrode units, since due to the movement of the electrode units or with a correspondingly rapid cycle change per absorption cycle, only a small number of ions are to be deposited. Thus, due to the continuous operation of the deionization, flow guidance can be simplified, and switching valves and storage tanks for fluids having different ion concentrations can be reduced or avoided.

Es wird eine Vorrichtung zum Deionisieren eines Fluids vorgestellt, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:

  • zumindest zwei Elektrodeneinheiten, an denen entlang das Fluid führbar ist, um deionisiertes Fluid und mit Ionen angereichertes Fluid zu erzeugen, wobei jede Elektrodeneinheit mindestens zwei elektrisch voneinander isolierte Teilabschnitte aufweist;
  • zumindest einen Deionisierungskanal, in dem kontinuierlich das Fluid an den zumindest zwei Elektrodeneinheiten entlang und das deionisierte Fluid von den zumindest zwei Elektrodeneinheiten weg führbar sind;
  • zumindest einen Regenerationskanal, in dem das mit Ionen angereicherte Fluid von den zumindest zwei Elektrodeneinheiten weg führbar ist; und
  • Trennmittel, die ausgeformt sind, um die Kanäle strömungsmechanisch voneinander zu trennen, wobei die Elektrodeneinheiten relativ zu den Trennmitteln bewegbar sind, um die Teilabschnitte jeder Elektrodeneinheit abwechselnd in dem zumindest einen Deionisierungskanal und in dem zumindest einen Regenerationskanal anzuordnen.
A device for deionizing a fluid is presented, the device having the following features:
  • at least two electrode units along which the fluid is passable to produce deionized fluid and ion-enriched fluid, each electrode unit having at least two electrically isolated subsections;
  • at least one deionization channel, in which the fluid can continuously be guided along the at least two electrode units and the deionized fluid can be guided away from the at least two electrode units;
  • at least one regeneration channel in which the ion-enriched fluid can be guided away from the at least two electrode units; and
  • Separating means shaped to fluidically separate the channels from each other, the electrode units being movable relative to the separating means to alternately place the subsections of each electrode unit in the at least one deionizing channel and in the at least one regeneration channel.

Die Vorrichtung kann zur Wasserenthärtung eingesetzt werden. Bei dem Fluid kann es sich um Wasser handeln. Zur Wasserenthärtung sind mittels der Elektrodeneinheiten insbesondere Calciumcarbonat-Ionen und Magnesium-Ionen aus dem Fluid entfernbar. Die Teilabschnitte jeder Elektrodeneinheit können unabhängig voneinander und zusätzlich oder alternativ unterschiedlich elektrisch geladen sein oder werden. Jeder Teilabschnitt kann ausgebildet sein, um in einem Deionisierungskanal Ionen aus dem Fluid anzulagern und in einem Regenerationskanal die angelagerten Ionen an das Fluid oder an das mit Ionen angereicherte Fluid abzugeben. Die Elektrodeneinheiten können relativ zu den Trennmittel verschiebbar und zusätzlich oder alternativ drehbar sein. In dem zumindest einen Deionisierungskanal kann ein erster Teilstrom des Fluids geführt werden, wobei in dem zumindest einen Regenerationskanal ein zweiter Teilstrom des Fluids geführt werden kann.The device can be used for water softening. The fluid may be water. For water softening, in particular calcium carbonate ions and magnesium ions can be removed from the fluid by means of the electrode units. The subsections of each electrode unit may or may not be electrically charged independently of each other and additionally or alternatively. Each subsection may be configured to accumulate ions from the fluid in a deionization channel and to deliver the accumulated ions to the fluid or to the ion-enriched fluid in a regeneration channel. The electrode units may be relative to the Separating means slidably and additionally or alternatively be rotatable. In the at least one Deionisierungskanal a first partial flow of the fluid can be performed, wherein in the at least one regeneration channel, a second partial flow of the fluid can be performed.

Eine Wasserenthärtung, insbesondere mit Entfernung von Calciumcarbonat (CaCO3) und Spuren von Magnesium, beispielsweise im häuslichen Bereich, kann unter Verwendung einer von drei unterschiedlichen Technologien: a) Über Ionenaustauscher: Effizient und mit geringem elektrischen Energieverbrauch verbunden. Allerdings ist verbrauchtes Salz periodisch auszutauschen. b) Über Umkehrosmose: Zu reinigendes Wasser wird durch eine Membran gepresst. Elektrischer Energieverbrauch sowie Wasserverbrauch sind zu beachten. c) Kapazitive Deionisierung oder Capacitive Deionisation (CDI): Wasser wird durch einen Plattenkondensator geleitet. Angelegte elektrische Spannung saugt im Wasser gelöste Ionen ab. Elektroden sind periodisch zu regenerieren, daher diskontinuierlicher Betrieb.Water softening, especially with the removal of calcium carbonate (CaCO 3 ) and traces of magnesium, for example in the home, can be achieved using one of three different technologies: a) Via ion exchangers: Efficient and with low electrical energy consumption. However, spent salt has to be exchanged periodically. b) About reverse osmosis: Water to be purified is pressed through a membrane. Electrical energy consumption and water consumption are to be considered. c) Capacitive Deionization or Capacitive Deionization (CDI): Water is passed through a plate condenser. Applied electrical voltage sucks in the water dissolved ions. Electrodes are to be periodically regenerated, hence discontinuous operation.

Bei der kapazitiven Deionisierung werden in Wasser gelöste Ionen beim Durchfließen durch einen, einem Plattenkondensator ähnlichen, Aufbau abgeschieden. Dabei ergibt sich eine schematische Strom/Spannung-Kennlinie beim Deionisieren in Bezug auf eine stattfindende Adsorption. Typische Zellspannungen können bei ca. 1 Volt liegen, die Stromdichten bei ca. 10 bis 50 mA/cm2, ein Abstand zwischen beiden Elektroden kann maximal 1 Millimeter betragen. Nach einer gewissen Zeit sind alle für die Ionen zugänglichen Adsorbat-Plätze an den Elektroden besetzt, weshalb der elektrische Strom kontinuierlich sinkt. Dann sollte die Zelle regeneriert werden. Die elektrische Spannung an der Zelle wird umgepolt und die abgeschiedenen Ionen werden aus den Elektroden zurück ins Abwasser gepumpt, wodurch dessen lonenkonzentration weiter ansteigt. Auch hier zeigt der abfallende Strom im Hinblick auf eine stattfindende Desorption an, dass die Elektrode von den abgelagerten Ionen befreit und wieder für die Abscheidung einsetzbar ist. Durch geeignete Auslegung der Apparatur kann eine Wasserregeneration von etwa 85 Prozent erreicht werden, d. h. 100 Prozent einlaufendes, hartes Wasser wird in etwa 85 Prozent weiches Produktwasser und ca. 15 Prozent Wasser mit entsprechend höherer lonenkonzentration aufgetrennt. Vorteilhafterweise ist es gemäß dem hier beschriebenen Ansatz nicht erforderlich, zur Regeneration einen Frischwasserzustrom abzuschalten. Zu verwerfendes Abwasser kann durch einen Abscheider gepumpt werden.In capacitive deionization, ions dissolved in water are separated as they flow through a structure similar to a plate capacitor. This results in a schematic current / voltage characteristic during deionization in relation to a current adsorption. Typical cell voltages can be about 1 volt, the current densities at about 10 to 50 mA / cm 2 , a distance between the two electrodes can be a maximum of 1 millimeter. After a period of time, all the adsorbate sites accessible to the ions are occupied at the electrodes, so that the electrical current decreases continuously. Then the cell should be regenerated. The electrical voltage at the cell is reversed and the separated ions are pumped out of the electrodes back into the wastewater, which further increases its ion concentration. Here, too, the falling current, with a view to a desorption occurring, indicates that the electrode has been freed of the deposited ions and can be reused for the deposition. By suitable design of the apparatus, a water regeneration of about 85 percent can be achieved, ie 100 percent incoming hard water is separated into about 85 percent soft product water and about 15 percent water with a correspondingly higher ion concentration. Advantageously, according to the approach described here, it is not necessary to switch off a fresh water feed for regeneration. Wastewater to be discarded can be pumped through a separator.

Gemäß einer Ausführungsform kann jede Elektrodeneinheit teilweise in strömungsmechanischem Kontakt mit einem Deionisierungskanal und teilweise in strömungsmechanischem Kontakt mit einem Regenerationskanal angeordnet sein. Hierbei kann mindestens ein erster Teilabschnitt jeder Elektrodeneinheit zumindest teilweise in einem Deionisierungskanal angeordnet sein, wobei mindestens ein zweiter Teilabschnitt jeder Elektrodeneinheit zumindest teilweise in einem Regenerationskanal angeordnet sein kann. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine kontinuierliche Deionisierung an durch die Vorrichtung hindurchströmendem Fluid vorgenommen werden kann. In one embodiment, each electrode unit may be partially disposed in fluid mechanical contact with a deionization channel and partially in fluid mechanical contact with a regeneration channel. In this case, at least one first subsection of each electrode unit can be arranged at least partially in a deionization channel, wherein at least one second subsection of each electrode unit can be arranged at least partially in a regeneration channel. Such an embodiment offers the advantage that a continuous deionization can be carried out on fluid flowing through the device.

Auch können die Elektrodeneinheiten als Rohre oder als Bänder ausgeformt sein. Hierbei können die Elektrodeneinheiten eine für zumindest zwei Elektrodeneinheiten gemeinsame Drehachse oder voneinander beabstandete Drehachsen aufweisen. Dabei kann die Drehachse oder können die Drehachsen entlang oder quer zu einer Strömungsrichtung des Fluids in einem zu den Elektrodeneinheiten führenden Abschnitt der Vorrichtung ausgerichtet sein. Insbesondere können zwei Elektrodeneinheiten mit einer gemeinsamen Drehachse als ein konzentrisches Rohr-in-Rohr-System ausgeführt sein. Hierbei können die Kanäle zwischen einem Außenrohr und einem Innenrohr angeordnet sein. Auch die Trennmittel können zwischen den konzentrisch angeordneten Rohren angeordnet sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass je nach beabsichtigtem Volumenstrom des Fluids und zusätzlich oder alternativ je nach gegebener Ausgangskonzentration an Ionen in dem Fluid eine geeignete Ausführung der Elektrodeneinheiten vorgesehen werden kann.Also, the electrode units may be formed as tubes or ribbons. In this case, the electrode units may have a common axis of rotation for at least two electrode units or axes of rotation spaced apart from one another. In this case, the axis of rotation or the axes of rotation can be aligned along or transversely to a direction of flow of the fluid in a section of the device leading to the electrode units. In particular, two electrode units with a common axis of rotation can be designed as a concentric tube-in-tube system. In this case, the channels can be arranged between an outer tube and an inner tube. The separating means may also be arranged between the concentrically arranged tubes. Such an embodiment offers the advantage that, depending on the intended volume flow of the fluid and additionally or alternatively, depending on the given initial concentration of ions in the fluid, a suitable embodiment of the electrode units can be provided.

Ferner können die Teilabschnitte der Elektrodeneinheiten ein poröses, Kohlenstoff haltiges Material aufweisen. Hierbei kann jeder Teilabschnitt einer Elektrodeneinheit eine Schicht aus dem porösen, Kohlenstoff haltigen Material aufweisen. Bei dem porösen, Kohlenstoff haltigen Material kann es sich um Graphit, nanoporösen Kohlenstoff oder dergleichen handeln. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine schnelle und zuverlässige Aufnahme und Abgabe von Ionen durch jeden Teilabschnitt erfolgen kann.Furthermore, the sections of the electrode units may comprise a porous, carbonaceous material. In this case, each subsection of an electrode unit can have a layer of the porous, carbon-containing material. The porous, carbonaceous material may be graphite, nanoporous carbon, or the like. Such an embodiment offers the advantage that rapid and reliable uptake and release of ions can occur through each subsection.

Zudem kann die Vorrichtung zumindest eine Antriebseinrichtung zum Bewegen der Elektrodeneinheiten aufweisen. Hierbei kann die zumindest eine Antriebseinrichtung ausgebildet sein, um die Elektrodeneinheiten kontinuierlich, gleichsinnig, gegensinnig, mit gleicher Geschwindigkeit und zusätzlich oder alternativ mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu bewegen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein Durchsatz und zusätzlich oder alternativ ein Wirkungsgrad der Vorrichtung erhöht werden kann.In addition, the device may have at least one drive device for moving the electrode units. In this case, the at least one drive device can be designed to move the electrode units continuously, in the same direction, in opposite directions, at the same speed and additionally or alternatively at different speeds. Such an embodiment offers the advantage that a throughput and additionally or alternatively an efficiency of the device can be increased.

Gemäß einer Ausführungsform können die Trennmittel Dichtlippen aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können die Trennmittel in Anlage gegen die Elektrodeneinheiten angeordnet sein. Hierbei können Dichtflächen der Trennmittel in Anlage gegen Außenoberflächen der Elektrodeneinheiten angeordnet sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein Durchmischen von Teilströmen des Fluids aus den Kanälen an einer Elektrodenoberfläche verhindert werden kann.According to one embodiment, the separating means may have sealing lips. Additionally or alternatively, the release agents may be in abutment against the Be arranged electrode units. Here, sealing surfaces of the release agent may be arranged in abutment against outer surfaces of the electrode units. Such an embodiment offers the advantage that mixing of partial flows of the fluid from the channels on an electrode surface can be prevented.

Auch kann in dem zumindest einen Regenerationskanal das mit Ionen angereicherte Fluid in einem Kreislauf an den Elektrodeneinheiten entlang führbar sein, bis eine vordefinierte maximale Kreislaufzeit und zusätzlich oder alternativ ein vordefinierte Schwellenwert einer lonenkonzentration in dem mit Ionen angereicherten Fluid erreicht ist. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Menge von deionisiertem Fluid, die aus einer gegebenen Menge von eingeleitetem Fluid erhalten werden kann, erhöht werden kann.Also, in the at least one regeneration channel, the ion-enriched fluid may be circulatable along the electrode units until a predefined maximum cycle time and, additionally or alternatively, a predefined threshold ion concentration in the ion-enriched fluid is achieved. Such an embodiment offers the advantage that an amount of deionized fluid that can be obtained from a given amount of fluid introduced can be increased.

Zudem können Wände des zumindest einen Regenerationskanals geerdet sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Anlagerung von Ionen aus dem mit Ionen angereicherten Fluid an die Wände verhindert werden kann.In addition, walls of the at least one regeneration channel can be grounded. Such an embodiment offers the advantage that an attachment of ions from the ion-enriched fluid to the walls can be prevented.

Es wird auch ein Verfahren zum Deionisieren eines Fluids vorgestellt, wobei das Verfahren unter Verwendung einer Ausführungsform der vorstehend genannten Vorrichtung ausführbar ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

  • Einleiten des Fluids in den zumindest einen Deionisierungskanal und in den zumindest einen Regenerationskanal;
  • Bewirken einer Bewegung der Elektrodeneinheiten relativ zu den Trennmitteln; und
  • Anlegen elektrischer Spannungen an die Teilabschnitte der Elektrodeneinheiten, wobei an jeden Teilabschnitt eine elektrische Spannung mit einem Vorzeichen angelegt wird, das davon abhängt, wo der Teilabschnitt relativ zu dem zumindest einen Deionisierungskanal und dem zumindest einen Regenerationskanal angeordnet ist.
There is also provided a method of deionizing a fluid, the method being practicable using one embodiment of the aforementioned device, the method comprising the steps of:
  • Introducing the fluid into the at least one deionization channel and into the at least one regeneration channel;
  • Causing movement of the electrode units relative to the separating means; and
  • Applying electrical voltages to the subsections of the electrode units, wherein to each subsection an electrical voltage is applied with a sign, which depends on where the subsection is arranged relative to the at least one Deionisierungskanal and the at least one regeneration channel.

Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein. Im Schritt des Anlegens kann an jeden Teilabschnitt jeder Elektrodeneinheit ein eigene elektrische Spannung angelegt werden. Auch kann an eine erste Gruppe von Teilabschnitten der Elektrodeneinheiten eine erste elektrische Spannung angelegt werden und kann an eine zweite Gruppe von Teilabschnitten der Elektrodeneinheiten eine zweite elektrische Spannung angelegt werden. Eine elektrische Spannung kann eine elektrische Ladung eines Teilabschnitts einer Elektrodeneinheit bewirken. Eine elektrische Ladung kann eine positive Ladung oder eine negative Ladung sein.This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control unit. In the step of applying, a separate electrical voltage can be applied to each section of each electrode unit. Also, a first electrical voltage can be applied to a first group of subsections of the electrode units, and a second electrical voltage can be applied to a second group of subsections of the electrode units. An electrical voltage can cause an electrical charge of a subsection of an electrode unit. An electrical charge can be a positive charge or a negative charge.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.The approach presented here also creates a control unit which is designed to execute, to control or to implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. Also by this embodiment of the invention in the form of a control device, the object underlying the invention can be achieved quickly and efficiently.

Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.For this purpose, the control unit may comprise at least one arithmetic unit for processing signals or data, at least one memory unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator for reading sensor signals from the sensor or for outputting control signals to the actuator and / or or at least a communication interface for reading or outputting data embedded in a communication protocol. The arithmetic unit may be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, wherein the memory unit may be a flash memory, an EEPROM or a magnetic memory unit. The communication interface can be designed to read or output data wirelessly and / or by line, wherein a communication interface that can read or output line-bound data, for example, electrically or optically read this data from a corresponding data transmission line or output in a corresponding data transmission line.

Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a control device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The control unit may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based design, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains various functions of the control unit. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch das Steuergerät eine Steuerung einer Vorrichtung zum Deionisieren eines Fluids. Hierzu kann das Steuergerät beispielsweise auf Sensorsignale von Durchflusssensoren, Leitfähigkeitssensoren oder dergleichen zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren wie Antriebseinrichtungen, beispielsweise Stellmotoren oder dergleichen, und fluidmechanische Stelleinrichtungen, wie beispielsweise Pumpen.In an advantageous embodiment, the control device is used to control a device for deionizing a fluid. For this purpose, the control unit can access, for example, sensor signals from flow sensors, conductivity sensors or the like. The control takes place via actuators such as drive devices, such as servo motors or the like, and fluid mechanical adjusting devices, such as pumps.

Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
  • 6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Embodiments of the approach presented here are shown in the drawings and explained in more detail in the following description. It shows:
  • 1 a schematic representation of a device according to an embodiment;
  • 2 a schematic representation of a device according to an embodiment;
  • 3 a schematic representation of a device according to an embodiment;
  • 4 a schematic representation of a device according to an embodiment;
  • 5 a flowchart of a method according to an embodiment; and
  • 6 a schematic representation of a device according to an embodiment.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, with a repeated description of these elements is omitted.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 100 ist ausgebildet, um ein Fluid 101 zu deionisieren. Bei dem Fluid 101 handelt es sich um ein Eingangsfluid 101 bzw. ein zu deionisierendes Fluid 101. Anders ausgedrückt ist die Vorrichtung 100 ausgebildet, um unter Verwendung des Fluids 101 deionisiertes Fluid 102 und mit Ionen angereichertes Fluid 103 bereitzustellen. 1 shows a schematic representation of a device 100 according to an embodiment. The device 100 is designed to be a fluid 101 to deionize. With the fluid 101 it is an input fluid 101 or a fluid to be deionized 101 , In other words, the device is 100 designed to be made using the fluid 101 deionized fluid 102 and ion-enriched fluid 103 provide.

Die Vorrichtung 100 weist zumindest zwei Elektrodeneinheiten 110, zumindest einen Deionisierungskanal 120, zumindest einen Regenerationskanal 130 und Trennmittel 140 auf. Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung 100 zwei Elektrodeneinheiten 110, einen Deionisierungskanal 120, zwei Regenerationskanäle 130 und Trennmittel 140, 145 auf.The device 100 has at least two electrode units 110 , at least one deionization channel 120 , at least one regeneration channel 130 and release agents 140 on. According to the in 1 illustrated embodiment, the device 100 two electrode units 110 , a deionization channel 120 , two regeneration channels 130 and release agents 140 . 145 on.

An den Elektrodeneinheiten 110 ist das Fluid 101 entlang führbar, um das deionisierte Fluid 102 und das mit Ionen angereicherte Fluid 103 zu erzeugen. Die Elektrodeneinheiten 110 sind ausgebildet, um aus dem Fluid 101 das deionisierte Fluid 102 und das mit Ionen angereicherte Fluid 103 zu erzeugen. Jede der Elektrodeneinheiten 110 weist mindestens zwei elektrisch voneinander isolierte Teilabschnitte 112, 114 auf. Jeder der Teilabschnitte 112, 114 jeder der Elektrodeneinheiten 110 ist individuell elektrisch ladbar.At the electrode units 110 is the fluid 101 along feasible to the deionized fluid 102 and the ion-enriched fluid 103 to create. The electrode units 110 are trained to get out of the fluid 101 the deionized fluid 102 and the ion-enriched fluid 103 to create. Each of the electrode units 110 has at least two electrically isolated sections 112 . 114 on. Each of the sections 112 . 114 each of the electrode units 110 is individually electrically charged.

In der Darstellung von 1 ist eine Momentaufnahme gezeigt, in der erste Teilabschnitte 112 der Elektrodeneinheiten 110 elektrisch positiv geladen sind, wobei zweite Teilabschnitte 114 der Elektrodeneinheiten 110 elektrisch negativ geladen sind. Dabei ist in der Momentaufnahme der erste Teilabschnitt 112 einer ersten Elektrodeneinheit 110 in einem ersten Regenerationskanal 130 angeordnet, ist der erste Teilabschnitt 112 einer zweiten Elektrodeneinheit 110 in dem Deionisierungskanal 120 angeordnet, ist der zweite Teilabschnitt 114 der ersten Elektrodeneinheit 110 in dem Deionisierungskanal 120 angeordnet und ist der zweite Teilabschnitt 114 der zweiten Elektrodeneinheit 110 in einem zweiten Regenerationskanal 130 angeordnet.In the presentation of 1 is shown a snapshot, in the first sections 112 the electrode units 110 are electrically positively charged, with second sections 114 the electrode units 110 are electrically negatively charged. Here, in the snapshot, the first subsection 112 a first electrode unit 110 in a first regeneration channel 130 arranged, is the first section 112 a second electrode unit 110 in the deionization channel 120 arranged, is the second section 114 the first electrode unit 110 in the deionization channel 120 arranged and is the second section 114 the second electrode unit 110 in a second regeneration channel 130 arranged.

Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Elektrodeneinheiten 110 als Rohre ausgeformt. Dabei sind die Elektrodeneinheiten 110 drehbar in der Vorrichtung 100 angeordnet. Die Elektrodeneinheiten 110 weisen hierbei voneinander beabstandete Drehachsen 115 auf. Die Drehachsen 115 erstrecken sich dabei quer zu einer Strömungsrichtung der Fluide 101, 102, 103.According to the in 1 illustrated embodiment, the electrode units 110 shaped as tubes. Here are the electrode units 110 rotatable in the device 100 arranged. The electrode units 110 in this case have spaced apart axes of rotation 115 on. The axes of rotation 115 thereby extend transversely to a flow direction of the fluids 101 . 102 . 103 ,

Ferner weist die Vorrichtung 100 gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel für jede Elektrodeneinheit 110 eine Antriebseinrichtung 150 zum Bewegen der jeweiligen Elektrodeneinheit 110 auf. Die Antriebseinrichtungen 150 sind ausgebildet, um die Elektrodeneinheiten 110 kontinuierlich oder schrittweise, gleichsinnig oder gegensinnig bezüglich einander, und/oder mit gleicher Geschwindigkeit oder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bezüglich einander zu bewegen. Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Antriebseinrichtungen 150 ausgebildet, um die Elektrodeneinheiten 110 kontinuierlich, gleichsinnig und mit gleicher Geschwindigkeit zu bewegen.Furthermore, the device 100 according to the in 1 illustrated embodiment for each electrode unit 110 a drive device 150 for moving the respective electrode unit 110 on. The drive devices 150 are formed around the electrode units 110 to move continuously or stepwise, in the same direction or in opposite directions with respect to each other, and / or at the same speed or at different speeds with respect to each other. According to the in 1 illustrated embodiment, the drive means 150 trained to the electrode units 110 to move continuously, in the same direction and at the same speed.

In dem Deionisierungskanal 120 ist das Fluid 101 an den Elektrodeneinheiten 110 entlang führbar und ist das deionisierte Fluid 102 von den Elektrodeneinheiten 110 weg führbar. In den Regenerationskanälen 130 ist das mit Ionen angereicherte Fluid 103 an den Elektrodeneinheiten 110 entlang führbar. Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind Wände 135 bzw. Außenwände 135 der Regenerationskanäle 130 elektrisch geerdet.In the deionization channel 120 is the fluid 101 at the electrode units 110 along feasible and is the deionized fluid 102 from the electrode units 110 away feasible. In the regeneration channels 130 is the ion-enriched fluid 103 at the electrode units 110 along feasible. According to the in 1 illustrated embodiment are walls 135 or outer walls 135 the regeneration channels 130 electrically grounded.

Der Deionisierungskanal 120 und die Regenerationskanäle 130 sind mittels der Trennmittel 140, 145 strömungsmechanisch voneinander getrennt. Gemäß dem in 1 gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiel weisen die Trennmittel 140, 145 dabei Dichtlippen 140, wobei hier lediglich beispielhaft vier Dichtlippen 140 gezeigt sind, und eine Trennwand 145 auf. Hierbei sind die Dichtlippen 140 in Anlage gegen die Elektrodeneinheiten 110 angeordnet. Jeweils zwei Dichtlippen 140 sind gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in Anlage gegen jede der Elektrodeneinheiten 110 angeordnet.The deionization channel 120 and the regeneration channels 130 are by means of the release agent 140 . 145 fluid mechanically separated from each other. According to the in 1 shown and described embodiment, the release agent 140 . 145 while sealing lips 140 , where here only four exemplary sealing lips 140 are shown, and a partition 145 on. Here are the sealing lips 140 in abutment against the electrode units 110 arranged. Two sealing lips each 140 are according to the in 1 illustrated embodiment in abutment against each of the electrode units 110 arranged.

Die Elektrodeneinheiten 110 sind relativ zu den Trennmitteln 140, 145 bewegbar, um die Teilabschnitte 112, 114 jeder Elektrodeneinheit 110 abwechselnd in dem Deionisierungskanal 120 und in den Regenerationskanälen 130 anzuordnen. Dabei sind die Elektrodeneinheiten 110 mittels der Antriebseinrichtungen 150 bewegbar bzw. hier drehbar.The electrode units 110 are relative to the release agents 140 . 145 movable to the subsections 112 . 114 each electrode unit 110 alternately in the deionization channel 120 and in the regeneration channels 130 to arrange. Here are the electrode units 110 by means of the drive devices 150 movable or rotatable here.

Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede Elektrodeneinheit 110 teilweise in strömungsmechanischem Kontakt mit dem Deionisierungskanal 120 und teilweise in strömungsmechanischem Kontakt mit einem der Regenerationskanäle 130 angeordnet. Somit ist jede Elektrodeneinheit 110 auf einer Seite von dem Fluid 101 bzw. dem deionisierten Fluid 102 und auf einer anderen Seite von dem mit Ionen angereicherten Fluid 103 anströmbar in der Vorrichtung 100 angeordnet. Die Teilabschnitte 112, 114 der Elektrodeneinheiten 110 weisen gemäß einem Ausführungsbeispiel ein poröses, Kohlenstoff haltiges Material auf. Genauer gesagt weist jeder Teilabschnitt 112, 114 jeder Elektrodeneinheit 110 eine Schicht aus dem porösen, Kohlenstoff haltigen Material auf oder ist aus einer solchen Schicht bzw. einem porösen, Kohlenstoff haltigen Material ausgeformt.According to the in 1 illustrated embodiment, each electrode unit 110 partially in fluid mechanical contact with the Deionisierungskanal 120 and partially in fluid mechanical contact with one of the regeneration channels 130 arranged. Thus, each electrode unit is 110 on one side of the fluid 101 or the deionized fluid 102 and on another side of the ion-enriched fluid 103 streamable in the device 100 arranged. The sections 112 . 114 the electrode units 110 have according to one embodiment, a porous, carbonaceous material. More specifically, each subsection indicates 112 . 114 each electrode unit 110 a layer of the porous, carbonaceous material or is formed from such a layer or a porous, carbonaceous material.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist in den zumindest einen Regenerationskanal 130 bzw. in den Regenerationskanälen 130 das mit Ionen angereicherte Fluid 103 in einem Kreislauf an den Elektrodeneinheiten 110 entlang führbar, beispielsweise bis eine vordefinierte maximale Kreislaufzeit und/oder ein vordefinierte Schwellenwert einer lonenkonzentration in dem mit Ionen angereicherten Fluid 103 erreicht ist.According to one embodiment, the at least one regeneration channel is in the 130 or in the regeneration channels 130 the ion-enriched fluid 103 in a circuit at the electrode units 110 along, for example, to a predefined maximum cycle time and / or a predefined threshold of ion concentration in the ion-enriched fluid 103 is reached.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 100 ähnelt hierbei der Vorrichtung aus 1. Genauer gesagt entspricht die Vorrichtung 100 der Vorrichtung aus 1 mit Ausnahme dessen, dass die Elektrodeneinheiten 110 als eine Rohr-in-Rohr-Baugruppe, insbesondere eine längs durchströmte Rohr-in-Rohr-Baugruppe, mit einer gemeinsamen Drehachse ausgeformt sind. In 2 ist ein kontinuierlicher Betrieb der Vorrichtung 100 unter Verwendung einer ersten Teildarstellung A und einer zweiten Teildarstellung B veranschaulicht. In der ersten Teildarstellung A und in der zweiten Teildarstellung B ist die Vorrichtung 100 jeweils in einem Querschnitt dargestellt. Hierbei ist eine Drehbewegung der Elektrodeneinheiten 110 gegensinnig und kontinuierlich. In der zweiten Teildarstellung B sind die Elektrodeneinheiten 110 relativ zu der ersten Teildarstellung A jeweils um eine halbe Umdrehung gedreht gezeigt. 2 shows a schematic representation of a device 100 according to an embodiment. The device 100 This is similar to the device 1 , More specifically, the device corresponds 100 of the device 1 except that the electrode units 110 as a tube-in-tube assembly, in particular a longitudinal flow-through tube-in-tube assembly, are formed with a common axis of rotation. In 2 is a continuous operation of the device 100 using a first partial view A and a second partial view B illustrated. In the first part illustration A and in the second partial view B is the device 100 each shown in a cross section. Here is a rotational movement of the electrode units 110 opposing and continuous. In the second part B are the electrode units 110 relative to the first partial representation A each shown rotated by half a turn.

Gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine erste Elektrodeneinheit 110 bzw. Außenelektrode 110 als ein Außenrohr ausgeführt und ist eine zweite Elektrodeneinheit 110 bzw. Innenelektrode als ein Innenrohr ausgeführt, das in dem Außenrohr aufgenommen angeordnet ist. Trennmittel 140 in Gestalt von Dichtlippen sind in einem Zwischenraum zwischen der als Außenrohr ausgeführten ersten Elektrodeneinheit 110 und der als Innenrohr ausgeführten zweiten Elektrodeneinheit, um einen Deionisierungskanal 120 und einen Regenerationskanal 130 voneinander abzudichten. Somit sind der Deionisierungskanal 120 und der Regenerationskanal 130 zwischen den Elektrodeneinheiten 110 angeordnet und durch die Trennmittel 140 voneinander getrennt. Die Trennmittel 140 sind hierbei relativ zu den Rohren ortsfest. Dabei sind die Teilabschnitte 112, 114 der als Außenrohr ausgeführten ersten Elektrodeneinheit 110 der zweiten Elektrodeneinheit 110 zugewandt angeordnet, wobei die Teilabschnitte 112, 114 der als Innenohr ausgeführten zweiten Elektrodeneinheit 110 der ersten Elektrodeneinheit 110 zugewandt angeordnet sind.According to the in 2 illustrated embodiment is a first electrode unit 110 or outer electrode 110 designed as an outer tube and is a second electrode unit 110 or inner electrode designed as an inner tube, which is arranged received in the outer tube. release agent 140 in the form of sealing lips are in a space between the first electrode unit designed as an outer tube 110 and the second electrode unit designed as an inner tube, around a deionization channel 120 and a regeneration channel 130 seal each other. Thus, the deionization channel 120 and the regeneration channel 130 between the electrode units 110 arranged and through the release agent 140 separated from each other. The release agents 140 are hereby fixed relative to the tubes. Here are the sections 112 . 114 the executed as an outer tube first electrode unit 110 the second electrode unit 110 facing arranged, wherein the subsections 112 . 114 the second electrode unit designed as inner ear 110 the first electrode unit 110 are arranged facing.

Genauer gesagt und anders ausgedrückt kann in dem Deionisierungskanal 120 zu enthärtendes Frischwasser als zu deionisierendes Fluid strömen. In dem Regenerationskanal 130 kann das mit höherer lonenkonzentration versehene Abwasser bzw. das mit Ionen angereicherte Fluid strömen. Strömungsrichtungen in den Kanälen 120, 130 verlaufen hierbei normal oder quer zu einer Zeichenebene von 2. Die Kanäle 120, 130 sind vollständig mit Wasser bzw. More specifically, and in other words, in the deionization channel 120 to be softened fresh water as deionizing fluid to flow. In the regeneration channel 130 For example, the waste water enriched with ions or the ion-enriched fluid can flow with a higher ion concentration. Flow directions in the channels 120 . 130 in this case run normal or transverse to a plane of 2 , The channels 120 . 130 are completely with water or

Fluid gefüllt. Über unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten kann ein Verhältnis von Frischwasser bzw. zu deionisierendem Fluid zu Abwasser bzw. mit Ionen angereicherten Fluid eingestellt werden. Der Frischwasseranteil kann höher als 85% sein.Fluid filled. A ratio of fresh water or deionizing fluid to wastewater or ion-enriched fluid can be adjusted by means of different flow rates. The fresh water content can be higher than 85%.

Sowohl der innere Zylinder als auch das äußere Rohr, d. h. die Elektrodeneinheiten 110, rotieren, zum Beispiel in gegensätzlicher Richtung. Eine Winkelgeschwindigkeit der beiden Elektrodeneinheiten 110 kann gleich oder unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann die als Außenrohr ausgeführte erste Elektrodeneinheit 110 langsamer rotieren, da die selbe aufgrund größerer Oberfläche potenziell mehr Adsorbatplätze für Ionen aufweist. Die beiden ortsfesten Dichtlippen 140 rotieren nicht mit. Bei der Rotation der Rohre überstreichen ihre Dichtflächen jeweils eine Außenkontur des Innenrohres bzw. eine Innenkontur des Außenrohres.Both the inner cylinder and the outer tube, ie the electrode units 110 , rotate, for example, in opposite directions. An angular velocity of the two electrode units 110 can be the same or different. For example, the first electrode unit designed as an outer tube 110 rotate more slowly because the same has potentially more adsorbate sites for ions due to larger surface area. The two stationary sealing lips 140 do not rotate with it. During the rotation of the tubes, their sealing surfaces each cover an outer contour of the inner tube or an inner contour of the outer tube.

Der jeweils in dem Deionisierungskanal 120 angeordnete Teil des inneren Rohrs bzw. Zylinders, d. h. der zweiten Elektrodeneinheit 110, ist als Auffangelektrode für die positiven Calcium-Ionen sowie Magnesium-Ionen bzw. Ca2+- sowie Mg2+-Ionen vorgesehen. Dazu sind die Teilabschnitte 112, 114 mit einer nanoporösen Kohlenstoffoberfläche versehen und bei einer Anordnung in dem Deionisierungskanal 120 negativ geladen. Die Teilabschnitte 112, 114 der ersten Elektrodeneinheit 110 bzw. des Außenrohrs sind ebenfalls mit einer nanoporösen Kohlenstoffoberfläche beschichtet. Der jeweils in dem Deionisierungskanal 120 angeordnete Teil der ersten Elektrodeneinheit 110 ist positiv geladen, fungiert als Gegenelektrode und fängt die negativen Ionen, z. B. CO3 2- bzw. Carbonat, auf. Die Elektrodeneinheiten 110 sind jeweils in mindestens zwei Teilabschnitte 112, 114 bzw. mindestens zwei Segmente unterteilt. The respectively in the Deionisierungskanal 120 arranged part of the inner tube or cylinder, ie the second electrode unit 110 , is intended as a collecting electrode for the positive calcium ions and magnesium ions or Ca 2+ - and Mg 2+ ions. These are the sections 112 . 114 provided with a nanoporous carbon surface and when placed in the Deionisierungskanal 120 negatively charged. The sections 112 . 114 the first electrode unit 110 or the outer tube are also coated with a nanoporous carbon surface. The respectively in the Deionisierungskanal 120 arranged part of the first electrode unit 110 is positively charged, acts as a counter electrode and traps the negative ions, eg. As CO 3 2- or carbonate on. The electrode units 110 are each in at least two subsections 112 . 114 or at least two segments divided.

Beispielsweise rotiert die als inneres Rohr ausgeführte zweite Elektrodeneinheit 110 in Uhrzeigerrichtung und rotiert die als äußeres Rohr ausgeführte erste Elektrodeneinheit 110 in Gegenuhrzeigerrichtung. Auch gleichsinnige Drehrichtungen sind möglich. Sobald Teilabschnitte 112, 114 jeder Elektrodeneinheit 110 die Kanäle 120, 130 gewechselt haben, werden sie umgepolt. Durch die Umpolung der Teilabschnitte 112, 114 in dem Regenerationskanal 130 werden die an der porösen Kohlenstoffschicht der Teilabschnitte 112, 114 angelagerten Ionen ins Abwasser abgegeben. Die Kohlenstoffschichten werden dadurch für erneuten loneneinfang regeneriert. Dabei sind jeweils regenerierte Teilabschnitte 112, 114 in den Deionisierungskanal 120 rotiert. Deren poröse Kohlenstoffschichten dienen jetzt mit den korrekten Spannungsvorzeichen als Auffangelektroden für die Calcium-, Magnesium- und Carbonat-Ionen. Durch die rotierenden Rohre bzw. Elektrodeneinheiten 110 mit zyklischem Spannungswechsel kann so einlaufendes, zu enthärtendes Wasser in eine kontinuierliche, enthärtete Frischwasser-Strömung und eine aufkonzentrierte Abwasser-Strömung aufgeteilt werden.For example, the second electrode unit designed as an inner tube rotates 110 in the clockwise direction and rotated as the outer tube running first electrode unit 110 in the counterclockwise direction. Also same direction of rotation are possible. Once sections 112 . 114 each electrode unit 110 the channels 120 . 130 have changed, they are reversed. By reversing the polarity of the sections 112 . 114 in the regeneration channel 130 become the at the porous carbon layer of the sections 112 . 114 deposited ions into the wastewater. The carbon layers are thereby regenerated for new ion capture. In each case regenerated subsections 112 . 114 into the deionization channel 120 rotates. Their porous carbon layers now serve as collecting electrodes for the calcium, magnesium and carbonate ions with the correct voltage sign. Through the rotating tubes or electrode units 110 with cyclic voltage change so incoming, to be softened water into a continuous, softened fresh water flow and a concentrated sewage flow can be divided.

Die vorstehend genannte Aufteilung der Elektrodeneinheiten 110 bzw. von Außen- und Innenelektrode in je zwei Rohrsegmente bzw. die Teilabschnitte 112, 114 dient auch einer Veranschaulichung. Gemäß Ausführungsbeispielen können die Elektrodeneinheiten 110 in eine Vielzahl von Teilabschnitten unterteilt sein, deren poröse Kohlenstoffoberflächen untereinander elektrisch isoliert sind. Solange sich ein Teilabschnitt im Frischwasserbereich befindet, wird ein Spannungsvorzeichen auf lonenanlagerung eingestellt. Betritt der Teilabschnitt den Abwasserbereich, werden die Spannungsvorzeichen vertauscht und der Teilabschnitt wird durch lonenauslagerung ins Abwasser regeneriert.The above-mentioned division of the electrode units 110 or of the outer and inner electrodes in two pipe segments or the sections 112 . 114 also serves as an illustration. According to embodiments, the electrode units 110 be divided into a plurality of sections whose porous carbon surfaces are electrically insulated from each other. As long as a section is in the fresh water area, a voltage sign is set to ion accumulation. If the subsection enters the wastewater area, the voltage signs are reversed and the subsection is regenerated by leaching into the wastewater.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 300 entspricht hierbei der Vorrichtung aus 1 mit Ausnahme dessen, dass Antriebseinrichtungen und Drehachsen in der Darstellung von 3 weggelassen sind. Somit sind die Elektrodeneinheit 110 als von den Fluiden 101, 102, 103 quer überströmte Rohre ausgeführt. Anders ausgedrückt zeigt 3 eine schematische Darstellung einer kontinuierlichen Betriebsweise der Vorrichtung 300 unter Verwendung quer angeströmter, rotierender Elektrodeneinheiten 110 in einem Querschnitt. 3 shows a schematic representation of a device 300 according to an embodiment. The device 300 this corresponds to the device 1 with the exception that drive devices and rotary axes in the representation of 3 are omitted. Thus, the electrode unit 110 as of the fluids 101 . 102 . 103 transversely overflowed pipes executed. In other words, shows 3 a schematic representation of a continuous operation of the device 300 using transversely flowed, rotating electrode units 110 in a cross section.

Der Frischwasserstrom bzw. das Fluid 101 wird in einen zentralen, zu deionisierenden Kernstrom, der zu dem deionisierten Fluid 102 wird, sowie einen Mantelstrom, der bei Durchströmen der Apparatur mit Ionen angereichert wird bzw. zu dem mit Ionen angereicherten Fluid 103 wird, aufgeteilt. Der Mantelstrom bzw. das mit Ionen angereicherte Fluid 103 bildet somit einen zu verwerfenden Abwasserstrom. Durch Wahl von Strömungsquerschnitten und Differenzdrücken zwischen Ein- und Ausgang können die Teilströme z. B. im Verhältnis 85% Kernstrom zu 15% Mantelstrom aufgeteilt werden. Zwischen Kern- und Mantelstrom rotieren die Elektrodeneinheiten 110. Die Dichtlippen 140 verhindern eine Vermischung bzw. Durchmischen der Teilströme an einer Oberfläche der Elektrodeneinheiten 110.The fresh water flow or the fluid 101 becomes a central deionized core stream leading to the deionized fluid 102 As well as a sheath stream, which is enriched in flowing through the apparatus with ions or to the ion-enriched fluid 103 is divided. The sheath flow or the ion-enriched fluid 103 thus forms a wastewater stream to be discarded. By selecting flow cross sections and differential pressures between input and output, the partial flows z. B. in the ratio 85% core flow to 15% sheath flow. The electrode units rotate between the core and sheath currents 110 , The sealing lips 140 prevent mixing or mixing of the partial flows on a surface of the electrode units 110 ,

Beim Durchfließen des Kernstroms durch den Bereich der Elektrodeneinheiten 110 zum Beispiel wandern die positiv geladenen Ionen, Ca2+- sowie Mg2+-Ionen, zum negativ geladenen Teilabschnitt einer Elektrodeneinheit 110, hier beispielsweise dem zweiten Teilabschnitt 114 der in 3 links dargestellten Elektrodeneinheit 110, und wandern die negativen CO3 2- (Carbonat-) Ionen zum positivgeladenen Teilabschnitt einer Elektrodeneinheit 110, hier beispielsweise dem ersten Teilabschnitt 112 der in 3 rechts dargestellten Elektrodeneinheit 110. Die beiden Elektrodeneinheiten 110 rotieren hierbei kontinuierlich. Sobald sich jeweilige Teilabschnitte 112, 114 aus dem Kernwasserstrom in den Mantelstrom bzw. aus dem Deionisierungskanal 120 in die Regenerationskanäle 130 gedreht haben, wird eine Polarität der Teilabschnitte 112, 114 umgepolt. Dadurch werden adsorbierte Ionen in den Mantelstrom bzw. das mit Ionen angereicherte Fluid 103 getrieben. Die den Regenerationskanal 130 bzw. die Regenerationskanäle 130 umgebende Rohrwandung 135 ist geerdet. Dadurch wird verhindert, dass sich Ionen aus dem Mantelstrom an ihr anlagern.When flowing through the core current through the region of the electrode units 110 For example, the positively charged ions, Ca 2+ and Mg 2+ , migrate to the negatively charged portion of an electrode unit 110 , here for example the second subsection 114 the in 3 left illustrated electrode unit 110 , and migrate the negative CO 3 2- (carbonate) ions to the positively charged portion of an electrode unit 110 , here for example the first section 112 the in 3 right electrode unit 110 , The two electrode units 110 rotate continuously. As soon as respective sections 112 . 114 from the core water stream into the jacket stream or from the deionization channel 120 in the regeneration channels 130 turned, becomes a polarity of the sections 112 . 114 reversed. As a result, adsorbed ions in the sheath flow or the ion-enriched fluid 103 driven. The the regeneration channel 130 or the regeneration channels 130 surrounding pipe wall 135 is grounded. This prevents ions from the sheath current from accumulating on it.

Die Elektrodeneinheiten 110 wurden zur einfacheren Darstellung mit beispielhaft lediglich je zwei Teilabschnitten 112, 114 beschrieben. Es ist ebenso denkbar, die Elektrodeneinheit in 110 in vier, acht oder eine Vielzahl von untereinander elektrisch isolierte Teilabschnitte zu unterteilen. Dadurch kann eine niedrige lonenkonzentration des austretenden Kernstroms bzw. des deionisierten Fluids 102 verstetigt werden. Auch kann jeder Teilabschnitt 112, 114 mit einer für seine jeweilige Position im elektrischen Feld optimalen Spannungslage versorgt werden. Dadurch kann eine Abscheidung der Ionen aus dem Kernstrom sowie eine Redesorption in die Mantelströmung optimiert werden.The electrode units 110 were for the sake of simplicity with only two subsections, by way of example 112 . 114 described. It is also conceivable, the electrode unit in 110 into four, eight or a plurality of mutually electrically isolated subsections to divide. This can a low ionic concentration of the exiting core stream or deionized fluid 102 be settled. Also, each subsection 112 . 114 be supplied with an optimum for his respective position in the electric field voltage. As a result, deposition of the ions from the core stream and redesorption into the sheath flow can be optimized.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 100 entspricht hierbei der Vorrichtung aus 1 bzw. 3 mit Ausnahme dessen, dass die Elektrodeneinheiten 110 als Bänder ausgeformt sind, beispielsweise als Bänder mit ovalem Querschnitt. Somit sind die Elektrodeneinheiten 110 als quer überströmte Elektrodenbänder ausgeführt. Es ergibt sich eine bänderförmige Anordnung der Auffangelektroden bzw. Elektrodeneinheiten 110. 4 shows a schematic representation of a device 100 according to an embodiment. The device 100 this corresponds to the device 1 or. 3 except that the electrode units 110 are formed as bands, for example as bands with oval cross-section. Thus, the electrode units 110 designed as transversely overflowed electrode bands. This results in a band-shaped arrangement of the collecting electrodes or electrode units 110 ,

Anders ausgedrückt sind die Elektrodeneinheiten 110 als bewegte, in elektrisch isolierte Sektoren aufgeteilte Bänder ausgeführt, welche sich abwechselnd in zu enthärtendem Wasser bzw. dem Fluid 101 und Abwasser bzw. dem mit Ionen angereicherten Fluid 103 befinden. Für ihre elektrische Ansteuerung bzw. ihre elektrische Polarität bei Kontakt mit der Kern- bzw. Mantelströmung gilt das vorstehend Gesagte entsprechend ebenfalls. In 4 ist der Einfachheit halber eine Aufteilung der als Elektrodenbänder ausgeführten Elektrodeneinheiten 110 in je zwei voneinander isolierte Teilabschnitte 112, 114 dargestellt. Auch hier ist entsprechend dem vorstehend Gesagten durch eine Aufteilung in mehr Teilabschnitte eine Vergleichmäßigung der lonenkonzentration in der Kern- und Mantelströmung erreichbar.In other words, the electrode units 110 designed as moving, divided into electrically isolated sectors bands, which alternately in softened water or the fluid 101 and wastewater or the ion-enriched fluid 103 are located. For their electrical control or their electrical polarity in contact with the core or sheath flow, the above applies accordingly also. In 4 For the sake of simplicity, this is a division of the electrode units designed as electrode bands 110 in each case two separate sections 112 . 114 shown. Here, too, according to what has been said above, it is possible to achieve a homogenization of the ion concentration in the core and sheath flow by dividing it into more sections.

5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zum Deionisieren eines Fluids gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 500 ist unter Verwendung einer Vorrichtung aus einer der hierin beschriebenen Figuren oder einer ähnlichen Vorrichtung ausführbar. Dabei weist das Verfahren 500 einen Schritt 510 des Einleitens, einen Schritt 520 des Bewirkens und einen Schritt 530 des Anlegens auf. Auch wenn es in 5 nicht explizit dargestellt ist, so können die Schritte 510, 520, 530 beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden. Ferner können die Schritte 510, 520, 530 kontinuierlich, wiederholt und/oder zyklisch ausgeführt werden. 5 shows a flowchart of a method 500 for deionizing a fluid according to an embodiment. The procedure 500 is executable using a device of any of the figures described herein or similar device. In this case, the method 500 one step 510 initiating, a step 520 of effecting and one step 530 of investing on. Even if it is in 5 is not shown explicitly, so can the steps 510 . 520 . 530 in any order. Furthermore, the steps 510 . 520 . 530 be carried out continuously, repeatedly and / or cyclically.

In dem Schritt 510 des Einleitens wird das Fluid in den zumindest einen Deionisierungskanal und in den zumindest einen Regenerationskanal eingeleitet. In dem Schritt 520 des Bewirkens wird eine Bewegung der Elektrodeneinheiten relativ zu den Trennmitteln bewirkt. In dem Schritt 530 des Anlegens werden elektrische Signale, beispielsweise elektrische Spannungen, an die Teilabschnitte der Elektrodeneinheiten angelegt. Hierbei wird an jeden Teilabschnitt ein elektrisches Signal, beispielsweise eine elektrische Spannung, mit einem Vorzeichen angelegt, das davon abhängt, wo der Teilabschnitt relativ zu dem zumindest einen Deionisierungskanal und dem zumindest einen Regenerationskanal angeordnet ist.In the step 510 the introduction of the fluid is introduced into the at least one Deionisierungskanal and in the at least one regeneration channel. In the step 520 causing a movement of the electrode units is effected relative to the separating means. In the step 530 When applied, electrical signals, for example electrical voltages, are applied to the sections of the electrode units. In this case, an electrical signal, for example an electrical voltage, is applied to each subsection with a sign, which depends on where the subsection is arranged relative to the at least one deionization channel and the at least one regeneration channel.

6 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 100 ähnelt hierbei einer Vorrichtung aus einer der anderen hierin beschriebenen Figuren. Im Unterschied dazu kommt bei der Vorrichtung 100 gemäß dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wechselnde Anordnungen bzw. verschiebbare Blöcke mit Kanälen zum Einsatz. Hierbei ist in 6 ein Betrieb der Vorrichtung 100 in drei Teildarstellungen A, B und C veranschaulicht, wobei in den Teildarstellungen A, B und C dargestellte Betriebszustände beispielsweise in der Reihenfolge A-B-C-B-A usw. zyklisch durchlaufen werden. 6 shows a schematic representation of a device 100 according to an embodiment. The device 100 here resembles a device of one of the other figures described herein. In contrast, comes with the device 100 according to the in 6 illustrated embodiment, alternating arrangements or movable blocks with channels are used. Here is in 6 an operation of the device 100 in three parts A . B and C illustrated, wherein in the partial representations A . B and C shown operating states, for example, in the order ABCBA, etc. are cycled.

Ein Betrieb der Vorrichtung 100 basiert hierbei auf einem zyklischen, lokalen Versatz einzelner Kanäle bzw. einer beispielsweise drei Elektrodeneinheiten 110 aufweisenden zweiten Baugruppe relativ zu einer zwei Regenerationskanäle 130 und einen Deionisierungskanal 120 aufweisenden ersten Baugruppe. Durch eine Aktorik, beispielsweise ein Piezoelement, wird eine der beiden Baugruppen im Wechsel einer Wasseranbindung zwischen Enthärtungsfunktion, damit Wasserentkalkung, und Reinigung der Elektrodeneinheiten 110 hin und her bewegt, so dass sich kurze Zykluszeiten realisieren lassen und damit lediglich eine geringe Aufnahmeleistung der Elektrodeneinheiten 110 benötigt wird.An operation of the device 100 is based on a cyclic, local offset of individual channels or, for example, three electrode units 110 having second assembly relative to a two regeneration channels 130 and a deionization channel 120 having first assembly. By an actuator, such as a piezoelectric element, one of the two modules in the change of a water connection between softening, thus water descaling, and cleaning the electrode units 110 moved back and forth, so that can be realized short cycle times and thus only a low recording power of the electrode units 110 is needed.

Das Grundprinzip basiert darauf, dass jene Elektrodeneinheiten 110, die momentan nicht zum Durchlauf und damit zur Enthärtung bzw. Deioniserung dienen, von mit Ionen angereichertem Fluid durchströmt werden und damit wieder die adsorbierten Ionen freigeben können. Hierfür ist eine Polarität der Elektrodeneinheiten 110 entsprechend einzustellen.The basic principle is based on that those electrode units 110 , which currently do not serve for the passage and thus for softening or deionization, are traversed by ion-enriched fluid and thus can release the adsorbed ions again. This is a polarity of the electrode units 110 adjust accordingly.

In der Teildarstellung A wird in der ersten Baugruppe Abwasser bzw. mit Ionen angereichertes Fluid in dem in 6 links dargestellten ersten Regenerationskanal 130 gehalten, wird im Deioniserungskanal 120 das Wasser bzw. Fluid zur Enthärtung geleitet, um dann in der zweiten Baugruppe mittels einer in 6 links dargestellten ersten Elektrodeneinheit 110 durch CDI enthärtet zu werden - hierbei sammeln sich die Ionen in einem die erste Elektrodeneinheit 110 enthaltenden Kanal der zweiten Baugruppe. Ferner wird eine in 6 mittig dargestellte zweite Elektrodeneinheit 110 von Abwasser durchströmt, um die zweite Elektrodeneinheit 110 zu reinigen.In the partial view A For example, in the first assembly, waste water or ion-enriched fluid is introduced into the in-line 6 left shown first regeneration channel 130 is held in the deionization channel 120 passed the water or fluid for softening, and then in the second assembly by means of a in 6 left illustrated first electrode unit 110 to be softened by CDI - this is where the ions in a first electrode unit collect 110 containing channel of the second module. Furthermore, an in 6 centrally shown second electrode unit 110 flowed through by wastewater to the second electrode unit 110 to clean.

In der Teildarstellung B werden dann der Kanal mit der ersten Elektrodeneinheit 110 und ein Kanal mit einer in 6 rechts dargestellten dritten Elektrodeneinheit 110 der zweiten Baugruppe von Abwasser durchströmt und zusätzlich eine Polarität der ersten und dritten Elektrodeneinheiten 110 geändert, sodass beispielsweise akkumulierte Ca- und Mg-Ionen ins Abwasser geleitet werden. Ferner wird nun dem Kanal mit der zweiten Elektrodeneinheit 110 der zweiten Baugruppe Wasser enthärtet, indem eine Polarität der zweiten Elektrodeneinheit 110 so eingestellt wird, dass Ionen an deren Oberfläche haften bleiben.In the partial view B then the channel with the first electrode unit 110 and a channel with an in 6 right third electrode unit shown 110 The second assembly flows through wastewater and additionally a polarity of the first and third electrode units 110 changed, so that, for example, accumulated Ca and Mg ions are discharged into the wastewater. Further, now the channel with the second electrode unit 110 the second assembly water softens by a polarity of the second electrode unit 110 is set so that ions adhere to their surface.

In der Teildarstellung C ist ein Teildarstellung A ähnliche Betriebszustand gezeigt, nur mit anderen Kanälen, sodass eine Reinigung bzw. Regeneration des Kanals mit der zweiten Elektrodeneinheit 110 der zweiten Baugruppe stattfinden kann und eine Wasserenthärtung über den Kanal mit der dritten Elektrodeneinheit 110 realisiert wird durch eine entsprechende Polarität der CDI. Ein in 6 rechts dargestellter zweiter Regenerationskanal 130 der ersten Baugruppe wird hierbei nicht durchflutet. An den in der Teildarstellung C gezeigten Betriebszustand schließt sich wiederum der in der Teildarstellung B gezeigte Betriebszustand an.In the partial view C is a partial view A similar operating state, only with other channels, so that a cleaning or regeneration of the channel with the second electrode unit 110 the second assembly can take place and a water softening via the channel with the third electrode unit 110 is realized by a corresponding polarity of the CDI. An in 6 on the right shown second regeneration channel 130 the first module is not flooded in this case. At the in the partial view C shown operating state in turn closes the in the partial view B shown operating state.

Auch wenn es in 6 nicht gezeigt ist, kann die Vorrichtung 100 auch eine Auffangvorrichtung aufweisen, welche bezüglich der ersten Baugruppe ortsfest angeordnet sein kann. Hierbei kann die zweite Baugruppe zwischen der ersten Baugruppe und der Aufführungsvorrichtung angeordnet sein. Für ein erwünschtes Verhältnis von gehärtetem Wasser zu Abwasser können die Regenerationskanäle 130 der ersten Baugruppe durch eine Rezirkulation mehrmals von dem Abwasser durchflossen werden, wobei das zu reinigende Wasser im Deioniserungskanal 120 durchfließen kann.Even if it is in 6 not shown, the device can 100 also have a collecting device, which may be arranged stationary with respect to the first assembly. In this case, the second module can be arranged between the first module and the performance device. For a desired ratio of hardened water to wastewater, the regeneration channels 130 The first assembly is repeatedly traversed by a recirculation of the wastewater, wherein the water to be purified in Deioniserungskanal 120 can flow through.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Claims (10)

Vorrichtung (100) zum Deionisieren eines Fluids (101), wobei die Vorrichtung (100) folgende Merkmale aufweist: zumindest zwei Elektrodeneinheiten (110), an denen entlang das Fluid (101) führbar ist, um deionisiertes Fluid (102) und mit Ionen angereichertes Fluid (103) zu erzeugen, wobei jede Elektrodeneinheit (110) mindestens zwei elektrisch voneinander isolierte Teilabschnitte (112, 114) aufweist; zumindest einen Deionisierungskanal (120), in dem kontinuierlich das Fluid (101) an den zumindest zwei Elektrodeneinheiten (110) entlang und das deionisierte Fluid (102) von den zumindest zwei Elektrodeneinheiten (110) weg führbar sind; zumindest einen Regenerationskanal (130), in dem das mit Ionen angereicherte Fluid (103) von den zumindest zwei Elektrodeneinheiten (110) weg führbar ist; und Trennmittel (140; 145), die ausgeformt sind, um die Kanäle (120, 130) strömungsmechanisch voneinander zu trennen, wobei die Elektrodeneinheiten (110) relativ zu den Trennmitteln (140; 145) bewegbar sind, um die Teilabschnitte (112, 114) jeder Elektrodeneinheit (110) abwechselnd in dem zumindest einen Deionisierungskanal (120) und in dem zumindest einen Regenerationskanal (130) anzuordnen.Device (100) for deionizing a fluid (101), the device (100) having the following features: at least two electrode units (110) along which the fluid (101) can be guided in order to produce deionized fluid (102) and ion-enriched fluid (103), each electrode unit (110) having at least two subsections (112, 112) electrically isolated from one another 114); at least one deionization channel (120) in which the fluid (101) can continuously be guided along the at least two electrode units (110) and the deionized fluid (102) can be guided away from the at least two electrode units (110); at least one regeneration channel (130), in which the ion-enriched fluid (103) can be guided away from the at least two electrode units (110); and Separating means (140; 145) shaped to fluidically separate the channels (120, 130), the electrode units (110) being movable relative to the separating means (140; 145) to move the sections (112, 114) each electrode unit (110) alternately in the at least one Deionisierungskanal (120) and in the at least one regeneration channel (130) to arrange. Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, bei der jede Elektrodeneinheit (110) teilweise in strömungsmechanischem Kontakt mit einem Deionisierungskanal (120) und teilweise in strömungsmechanischem Kontakt mit einem Regenerationskanal (130) angeordnet ist.Device (100) according to Claim 1 wherein each electrode unit (110) is partially disposed in fluid mechanical contact with a deionization channel (120) and partially in fluid mechanical contact with a regeneration channel (130). Vorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Elektrodeneinheiten (110) als Rohre oder als Bänder ausgeformt sind, wobei die Elektrodeneinheiten (110) eine für zumindest zwei Elektrodeneinheiten (110) gemeinsame Drehachse (115) oder voneinander beabstandete Drehachsen (115) aufweisen.Device (100) according to one of the preceding claims, in which the electrode units (110) are formed as tubes or bands, wherein the electrode units (110) have a rotation axis (115) common to at least two electrode units (110) or spaced rotation axes (115 ) respectively. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Teilabschnitte (112, 114) der Elektrodeneinheiten (110) ein poröses, Kohlenstoff haltiges Material aufweisen, wobei jeder Teilabschnitt (112, 114) einer Elektrodeneinheit (110) eine Schicht aus dem porösen, Kohlenstoff haltigen Material aufweist.The device (100) according to one of the preceding claims, wherein the subsections (112, 114) of the electrode units (110) comprise a porous, carbonaceous material, wherein each subsection (112, 114) of an electrode unit (110) comprises a layer of the porous one Comprising carbonaceous material. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit zumindest einer Antriebseinrichtung (150) zum Bewegen der Elektrodeneinheiten (110), wobei die zumindest eine Antriebseinrichtung (110) ausgebildet ist, um die Elektrodeneinheiten (110) kontinuierlich, gleichsinnig, gegensinnig, mit gleicher Geschwindigkeit und/oder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu bewegen.Device (100) according to one of the preceding claims, with at least one drive device (150) for moving the electrode units (110), wherein the at least one drive device (110) is designed to move the electrode units (110) continuously, in the same direction, in opposite directions, with the same Speed and / or to move at different speeds. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Trennmittel (140; 145) Dichtlippen (140) aufweisen und/oder in Anlage gegen die Elektrodeneinheiten (110) angeordnet sind.Device (100) according to one of the preceding claims, in which the separating means (140; 145) have sealing lips (140) and / or are arranged in abutment against the electrode units (110). Vorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der in dem zumindest einen Regenerationskanal (130) das mit Ionen angereicherte Fluid (103) in einem Kreislauf an den Elektrodeneinheiten (110) entlang führbar ist, bis eine vordefinierte maximale Kreislaufzeit und/oder ein vordefinierte Schwellenwert einer lonenkonzentration in dem mit Ionen angereicherten Fluid (103) erreicht ist.Device (100) according to one of the preceding claims, wherein in the at least one regeneration channel (130) the ion-enriched fluid (103) in a circuit to the Lead electrode units (110) along until a predefined maximum cycle time and / or a predefined threshold of ion concentration in the ion-enriched fluid (103) is reached. Vorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der Wände (135) des zumindest einen Regenerationskanals (130) geerdet sind.Apparatus (100) according to any one of the preceding claims, wherein walls (135) of the at least one regeneration channel (130) are grounded. Verfahren (500) zum Deionisieren eines Fluids (101), wobei das Verfahren (500) unter Verwendung einer Vorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche ausführbar ist, wobei das Verfahren (500) folgende Schritte aufweist: Einleiten (510) des Fluids (101) in den zumindest einen Deionisierungskanal (120) und in den zumindest einen Regenerationskanal (130); Bewirken (520) einer Bewegung der Elektrodeneinheiten (110) relativ zu den Trennmitteln (140; 145); und Anlegen (530) elektrischer Spannungen an die Teilabschnitte (112, 114) der Elektrodeneinheiten (110), wobei an jeden Teilabschnitt (112, 114) eine elektrische Spannung mit einem Vorzeichen angelegt wird, das davon abhängt, wo der Teilabschnitt (112, 114) relativ zu dem zumindest einen Deionisierungskanal (120) und dem zumindest einen Regenerationskanal (130) angeordnet ist.A method (500) of deionizing a fluid (101), the method (500) being practicable using a device (100) according to any one of the preceding claims, the method (500) comprising the steps of: Introducing (510) the fluid (101) into the at least one deionization channel (120) and into the at least one regeneration channel (130); Causing (520) movement of the electrode units (110) relative to the separating means (140; 145); and Applying (530) electrical voltages to the sections (112, 114) of the electrode units (110), applying to each section (112, 114) a voltage with a sign that depends on where the section (112, 114) relative to the at least one Deionisierungskanal (120) and the at least one regeneration channel (130) is arranged. Steuergerät, das eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens (500) gemäß Anspruch 9 in entsprechenden Einheiten auszuführen und/oder anzusteuern.A controller adapted to perform the steps of the method (500) according to Claim 9 execute and / or control in appropriate units.
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