Ozonisator <B>und</B> Verfahren zur <B>Herstellung desselben</B> Die Erfindung bezieht sich auf einen Ozonisator enthaltend zwei zylindrische, konzentrisch zueinander angeordnete Elektroden, welche durch einen ringförmi gen,
luftdurchströmten Zwischenraum und ein Rohr aus dielektrischem Material voneinander .getrennt sind, wobei die äussere Elektrode als eine dünne metallische Schicht an der Aussenseite des dielektrischen Rohres liegt, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung des Ozo- nisators.
Bei bekannten Ozonisatoren, welche beispielsweise zur Wasserreinigung verwendet werden, ist die äussere Elektrode in Form einer Metallfouhe aussen an einem Glasrohr angebracht, während eine zylindrische innere Elektrode konzentrisch im Glasrohr angeordnet ist.
Ein Ozonisator !dieser Art ergibt indessen eine relativ ge ringe Menge Ozon, u. a. weil der grössere Teil der Elektrodenoberflächen im Hinblick auf die Entladung nicht effektiv ausgenutzt wird. Es hat sich gezeigt,
dass die Entladung wegen der Spitzenwirkung hauptsächlich an den Kanten der Folie konzentriert ist.
Die an den Folienkanten auftretenden hohen Feldstärken bewirken ausserdem allzu kräftige Entladungen, welche häufig zu Funkendurchschlägen durch :das Glasrohr führen, so dass der Ozoms,ator bald unbrauchbar wird.
Zur Erzielung einer wirksameren Entladung und einer grösseren Entladungsfläche ist vorgeschlagen worden, aussen am Rohr eine kammähnliche Metallfo lie festzukleben. Hierdurch erhielt man zwar eine sich längs der ganzen Elektrode erstreckende Entladung,
wobei aber immer noch das elektrische Feld im wesentlichen längs der Kanten der Folie konzentriert war. Grosse Elektro,denflächen waren immer noch für die Entladung unwirksam.
Der grösste Teil der für die Entladung dem Ozonisator zugeführten elektrischen Energie wird in der Glaswand in Wärme umgewandelt. Um den sogenannten thermischen Durchschlag zu ver hindern, muss das Glasrohr gekühlt werden. Bei den Ausführungsformen mit aufgeklebten Folien ist die Kühlung infolge der wärmeisolierenden Klebeschicht erschwert.
Hinzu kommt, dass wegen der Schwierig- keit, Metallfolien glatt aufzuziehen, häufig Blassen zwi schen dem Glasrohr und der Folie auftreten, welche einen Funkendurchschlag und damit die Zerstörung des Rohres begünstigen. Eine Erhöhung der Ozon menge wurde durch die genannten. Massnahmen auch nicht erreicht.
Durch den Ozonisator .gemäss der Erfindung sollen alle genannten bei den bekannten Röhren auftretenden Mängel behoben und ,gleichzeitig die Menge des ge wonnenen Ozons nahezu verdoppelt werden.
Der erfindungsgemässe Ozonisator ist dadurch ge kennzeichnet, dass das :dielektrische Rohr mit einer rauhen, unebenen, äusseren Fläche versehen ist, auf welcher die metallische Schicht als Aussenelektrode so angebracht ist, dass alle Unebenheiten der Rohrfläche von derselben :ausgefüllt sind.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines auf der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausfüh- rungsbeispieles näher beschrieben. Auf der Zeichnung ist der Einfachheit halber nur das eine Ende eines Ozonisators nach der Erfindung gezeigt,
da Idas andere Ende im wesentlichen gleichartig konstruiert ist.
Der Ozonisator .enthält ein Glasrohr 10, auf wel ches aussen als zylindrische Aussenelektrode eine dünne Schicht 13 aus einer Aluminiumlegierung aufge schmolzen ist. Die Aussenfläche des Glasrohres 10 ist im Bereich der Elektrode aufgerauht,
so dass die am Glasrohr anliegende Oberfläche der Metallschicht eine unebene oder körnige Struktur aufweüst, welche ,dadurch erhalten ist, .dass alle Unebenheiten in der Glasfläche mit der Legierung ausgefüllt sind.
Im Glas rohr 10 ist konzentrisch zu ,der äusseren Elektrode eine ebenfalls zylindrische Innenelektroide angeordnet, wel che aus einem Rohr 11 aus eloxiertem Aluminium oder dergleichen besteht. Das Aluminiumrohr 11 ist an jedem Ende mixt einem die Aussenkante umfassenden Deckel 7 dicht verschlossen.
Der Aussenrand jedes Deckels 7 weist Gewindegänge auf und ist mit Ausneh- mungen 14 versehen, durch welche Luft in bzw. aus dem Zwischenraum 15 zwischen der äusseren und in- neren Elektrode strömen kann.
Die Deckel 7 sind ge gen die Kanten der inneren Elektrode 11 mittels eines axial in der inneren Elektrode angeordneten und durch Spannmuttern 5 gehaltenen Bolzens. 12 ;angepresst.
Die Deckel 7 mit der inneren Elektrode sind in je einen Elektrodensockel 4 eingeschraubt. Die Elektro- densockel 4 sind in Form von mit einem dem Aussen gewinde der Deckel entsprechenden Innengewinde ver- sehenen Hülsen ausgebildet, welche auch die Enden des Glasrohres 10 mit der äusseren Elektrode 13 um- schliessen.
Die Elektrodensockel 4 bilden gleichzeitig elektri sche Isolatoren, um die äussere und die innere Elek trode voneinander zu isolieren, zwischen welche eine Spannung von der Grössenordnung 15 000 V gelegt wird. Aus diesem Grundre müssen die Sockel aus isolie rendem Material, z. B. einem Kunststoff ausgeführt werden.
Um ein Austreten von Luft und Ozon aus dem Entladungsraum zwischen ,den Elektroden zu vermei den, ist an jedem Ende ;der äusseren Elektrode eine Brille 9 vorgesehen, welche in den Sockel 4 zum An pressen eines als Dichtung 8 :
dienenden O-Ringes oder dergleichen einschraubbar ist. Mit den auf diese Weise angebrachten Sockel bildet der Ozonisator eine mecha nische Einheit, die leicht und schnell ausgetauscht wer den kann, ohne befürchten zu müssen, dass das Gerät beim Lösen von Befestigungen in einzelne Teile zer fällt.
Damit die äussere Elektrode eine rauhe, unebene Innenfläche bekommt, wird z. B. die Aussenfläche des Glasrohres sandgestrahlt oder geätzt. Auf die rauhe Aussenfläche .des Glasrohres wird dann eine geschmol zene Aluminiumlegierung unten hohem Druck und bei hoher Temperatur aufgespritzt, so dass alle Unebenhei ten in der Oberfläche des Glases ausgefüllt werden. Auf diese Weise wird auch alle Gasblasenbildung ver mieden,
so dass die metallische Schicht auf der Glas fläche absolut dicht aufliegt und die dem Glas zuge kehrte Fläche der Schicht dieselben Unebenheiten und Rauhigkeiten aufweist, wie die Oberfläche des Glases.
Ein auf diese Weise hergestellter Ozonisator hat bisher nicht erreichte Vorteile.
Durch die rauhe Oberfläche der Elektrode oder der Elektroden - auch die .innere Elektrode kann mit sol cher Fläche versehen werden - erhält man wegen der Spitzenwirkung zahlreiche üben die gesamte Elektro- denfläche verteilte Stellen hoher elektrischer Feldstär ken, an welchen die elektrische Entladung einsetzt, so dass die Entladungsstellen nicht mehr auf gewisse Randgebiete der Elektroden beschränkt,
sondern gleichmässig über die gesamte Fläche rder Elektrode verteilt sind. Da auf diese Weisse praktisch der gesamte Zwischenraum zwischen den Elektroden Entladungen ausgesetzt ist, wird eine wesentlich höhere Ozonmenge erhalten, wobei, wie es sich bei Versuchen gezeigt hat,
die Ausbeute gegen früher um nahezu 100 % grösser ist.
Da die äussere Elektrode ohne eine zwischenlie gende Schicht aus Klebstoff, oder dergleichen, direkt mit dem Glasrohr verbunden ist, ist eine wirksame Kühlung des Glasrohres über eine Kühlung der Aus senelektrode ohne Schwierigkeiten möglich. Die durch Gasblasen bedingte Gefahr des Durch schlages, welche bei den bisherigen Anbringungsarten der Aussenelektrode sehr gross gewesen war,
ist durch die vorstehend beschriebene A,uhringungsweise prak tisch gänzlich ausgeschaltet.
Da ,den ganze Ozonisator .eine feste mechanische Einheit bildet, kann es mixt hohem überdruck betrieben werden, ohne Gefahr, .dass verschiedene Teile vonein- ander getrennt werden und Lecke entstehen. Gleichzei tig jedoch können die Elektroden leicht und schnell ausgewechselt werden.
Ein Ozonisator gemäss vorliegender Erfindung ist sehr billig herzustellen. Die Herstellungskosten sind kleiner als ein Viertel der Kosten für einen Ozonisator bekannter Bauweise, unter anderem wegen des einfa chen Verfahrens, die äussere Elektrode aufzubringen.
Ozonizer <B> and </B> method for <B> production of the same </B> The invention relates to an ozonizer comprising two cylindrical, concentrically arranged electrodes, which are formed by an annular,
The space through which air flows and a tube made of dielectric material are separated from one another, the outer electrode being a thin metallic layer on the outside of the dielectric tube, as well as a method for producing the ozonizer.
In known ozonizers, which are used, for example, for water purification, the outer electrode in the form of a metal foot is attached to the outside of a glass tube, while a cylindrical inner electrode is arranged concentrically in the glass tube.
An ozonizer of this type, however, produces a relatively small amount of ozone, and the like. a. because the greater part of the electrode surfaces is not used effectively with regard to the discharge. It has shown,
that the discharge is mainly concentrated at the edges of the foil because of the peak effect.
The high field strengths occurring at the edges of the film also cause excessively powerful discharges, which often lead to spark breakdowns through: the glass tube, so that the ozone generator soon becomes unusable.
To achieve a more effective discharge and a larger discharge area, it has been proposed to glue a comb-like metal foil to the outside of the tube. This gave a discharge extending along the entire electrode,
but still the electric field was concentrated essentially along the edges of the film. Large electrical surfaces were still ineffective for discharging.
Most of the electrical energy supplied to the ozonizer for the discharge is converted into heat in the glass wall. In order to prevent the so-called thermal breakdown, the glass tube must be cooled. In the embodiments with glued-on foils, cooling is made more difficult due to the heat-insulating adhesive layer.
In addition, because of the difficulty of pulling metal foils on smoothly, pale spots often occur between the glass tube and the foil, which promote spark breakdown and thus the destruction of the tube. An increase in the amount of ozone was caused by the said. Measures also not achieved.
The ozonizer according to the invention is intended to remedy all of the deficiencies mentioned in the known tubes and, at the same time, to almost double the amount of ozone obtained.
The ozonizer according to the invention is characterized in that: the dielectric tube is provided with a rough, uneven, outer surface on which the metallic layer is attached as an outer electrode in such a way that all of the unevenness of the tube surface is filled.
The invention is described in more detail below using an exemplary embodiment shown in the accompanying drawing. For the sake of simplicity, only one end of an ozonizer according to the invention is shown in the drawing,
since Ida's other end is essentially constructed in the same way.
The ozonizer contains a glass tube 10, onto which a thin layer 13 made of an aluminum alloy is melted as a cylindrical outer electrode. The outer surface of the glass tube 10 is roughened in the area of the electrode,
so that the surface of the metal layer lying against the glass tube ruffles an uneven or granular structure, which is obtained by filling all of the unevenness in the glass surface with the alloy.
In the glass tube 10 is concentric to the outer electrode, a likewise cylindrical inner electrode is arranged, wel surface consists of a tube 11 made of anodized aluminum or the like. The aluminum tube 11 is tightly closed at each end by a cover 7 encompassing the outer edge.
The outer edge of each cover 7 has threads and is provided with recesses 14 through which air can flow into and out of the space 15 between the outer and inner electrodes.
The covers 7 are ge conditions the edges of the inner electrode 11 by means of an axially arranged in the inner electrode and held by clamping nuts 5 bolt. 12; pressed on.
The covers 7 with the inner electrode are each screwed into an electrode base 4. The electrode bases 4 are designed in the form of sleeves which are provided with an internal thread corresponding to the external thread of the cover and which also enclose the ends of the glass tube 10 with the external electrode 13.
The electrode sockets 4 simultaneously form electrical insulators in order to isolate the outer and inner electrodes from each other, between which a voltage of the order of 15,000 V is placed. For this reason, the base must be made of isolie-generating material such. B. a plastic.
In order to prevent air and ozone from escaping from the discharge space between the electrodes, a pair of glasses 9 are provided at each end of the outer electrode, which can be pressed into the base 4 to press a seal 8:
serving O-ring or the like can be screwed. With the base attached in this way, the ozonizer forms a mechanical unit that can be exchanged quickly and easily without having to fear that the device will fall into individual parts when the fastenings are loosened.
So that the outer electrode gets a rough, uneven inner surface, z. B. sandblasted or etched the outer surface of the glass tube. A molten aluminum alloy is then sprayed onto the rough outer surface of the glass tube under high pressure and at high temperature, so that all unevenness in the surface of the glass is filled. In this way, all gas bubble formation is avoided,
so that the metallic layer on the glass surface lies absolutely tight and the surface of the layer facing the glass has the same unevenness and roughness as the surface of the glass.
An ozonizer manufactured in this way has heretofore unmatched advantages.
Due to the rough surface of the electrode or the electrodes - the inner electrode can also be provided with such a surface - one obtains numerous points of high electrical field strengths distributed over the entire electrode surface, at which the electrical discharge begins, because of the tip effect that the discharge points are no longer limited to certain edge areas of the electrodes,
but are evenly distributed over the entire surface of the electrode. Since practically the entire space between the electrodes is exposed to discharges in this way, a significantly higher amount of ozone is obtained, whereby, as has been shown in tests,
the yield is almost 100% higher than before.
Since the outer electrode is connected directly to the glass tube without an intervening layer of adhesive or the like, effective cooling of the glass tube by cooling the outside electrode is possible without difficulty. The risk of breakdown caused by gas bubbles, which was very great with the previous methods of attachment of the outer electrode,
is practically completely switched off by the A described above, clockwise.
Since the entire ozonizer forms a fixed mechanical unit, it can be operated at high overpressure mixing without the risk of different parts being separated from one another and causing leaks. At the same time, however, the electrodes can be changed easily and quickly.
An ozonizer according to the present invention is very cheap to manufacture. The manufacturing costs are less than a quarter of the cost of an ozonizer of known design, among other things because of the simple process of applying the outer electrode.