CH693851A5 - Ozonisator und Verfahren zur Herstellung eines solchen. - Google Patents

Description

  



   Die Erfindung betrifft einen Ozonisator mit einer ersten Elektrode  und mit einer zweiten Elektrode, zwischen denen ein Entladungsspalt  gebildet ist, wobei zwischen der ersten und der zweiten Elektrode  ein Dielektrikum mit einem Trägerkörper aus Glas oder Glaskeramik  angeordnet ist, auf den eine keramische Schicht aufgebracht ist. 



   Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines  solchen Ozonisators. 



   Ein derartiger Ozonisator ist aus der DE 3 830 106 A1 bekannt. 



   Der bekannte Ozonisator weist zwei mit Abstand zueinander unter Bildung  eines Entladungsspaltes angeordnete plattenförmige, metallische Elektroden  auf, zwischen welchen ein Dielektrikum aus Keramik oder Glas vorgesehen  ist. Das Dielektrikum kann hierbei als eine Glasplatte ausgebildet  sein, auf deren dem Entladungsspalt abgewandter Seite eine Metallschicht  zur Ausbildung einer der Elektroden aufgebracht ist und die auf der  Seite des Entladungsspaltes mit einer dünnen Inhibitor-Schicht aus  einem Material mit hohem Sekundäremissionskoeffizienten versehen  ist. Diese Inhibitorschicht weist eine Schichtdicke zwischen etwa  0,1  mu m und 10  mu m, vorzugsweise von etwa 1  mu m auf und kann  etwa aus Magnesiumoxid, Yttriumoxid, Lantanoxid oder Ceroxid bestehen.

    Auch die zweite metallische Elektrode auf der anderen Seite des Entladungsspaltes  ist mit einer entsprechenden Inhibitor-Schicht versehen. Durch die  Inhibitor-Schichten soll bei    dem Ozonisator eine weit gehende  Vermeidung von Zündverzügen und damit eine "pulsfreie" Entladung  erreicht werden. 



   Die Aufbringung der Inhibitor-Schichten soll nach einem nicht näher  definierten Verfahren erfolgen, das standardmässig bei Plasmadisplayzellen  verwendet werden soll, um die Zündspannung zu fixieren. 



   Der bekannte Ozonisator weist den Nachteil einer relativ komplizierten  Herstellung auf und ermöglicht dennoch keine ausreichend hohe Ozonkonzentration,  wie sie bei vielen Anwendungsfällen gefordert wird. 



   Aus der DE 8 630 134 U1 ist ein weiterer Platten-ozonisator bekannt,  bei dem wiederum zwei metallische plattenförmige Elektroden mit Abstand  unter Bildung eines Entladungsspaltes voneinander angeordnet sind.  Zumindest auf einer der metallischen Elektroden ist eine Dielektrikumschicht  aus Emaille oder Glaskeramik aufgebracht, die zusätzlich noch mit  einer Inhibitor-Schicht aus Metalloxiden, etwa Oxiden der Metalle  Nickel, Cobalt, Titan oder Chrom besteht. Diese Inhibitor-Schicht  weist eine sehr geringe Schichtdicke in der Grössenordnung von einigen  Angström bis zu einigen Mikrometer auf und wird vorzugsweise auf  die Dielektrikumschicht aufgedampft. 



   Auch dieser Ozonisator ist mit den vorstehend bereits erwähnten Nachteilen  behaftet. Er lässt sich nur auf relativ aufwändige Weise herstellen  und erlaubt dennoch keine ausreichend hohe Ozonkonzentration. 



     Ein weiterer aus der DE 19 511 001 A1 bekannter Ozonisator besteht  aus einem beispielsweise rohrförmigen Trägerkörper aus Glas, auf  dessen Aussenseite eine erste metallische Elektrode durch thermisches  Spritzen aufgebracht ist. Auf diese metallische Elektrode ist eine  Dielektrikumschicht, die beispielsweise aus Aluminiumoxid, aus Titanoxid  oder Hafniumoxid bestehen kann, wiederum durch thermisches Spritzen  aufgebracht. Zwischen der Dielektrikumschicht und einer konzentrisch  angeordneten Aussenelektrode ist ein Entladungsspalt zur Ozonerzeugung  vorgesehen. 



   Als Dielektrikum wird bei dem vorbekannten Ozonisator nicht das Glasrohr  verwendet, sondern lediglich die aufgespritzte keramische Schicht.  Das Glasrohr dient somit nur als Trägerkörper. 



   Durch diese Anordnung wird eine relativ hohe Ozonausbeute erreicht,  da das Dielektrikum nur als relativ dünne Schicht ausgebildet und  die Ozonausbeute bekanntlich in erster Näherung proportional zur  Dielektrizitätskonstante und umgekehrt proportional zur Dicke des  Dielektrikums ist. Die Ozonausbeute wird gleichzeitig noch dadurch  gesteigert, dass an Stelle von Glas als Dielektrikum Aluminiumoxid,  Titanoxid, Hafniumoxid oder eine Mischung hiervon verwendet wird,  was zu einer höheren Dielektrizitätskonstante führt. 



   Dennoch ist der vorbekannte Ozonisator mit einigen Nachteilen behaftet.  So muss die thermisch gespritzte Dielektrizitätsschicht, um eine  ausreichende Durchschlagsfestigkeit aufzuweisen, eine Schichtstärke  in der Grössenordnung von etwa 1 mm haben. Das Auftragen einer solchen  Schicht durch thermisches Spritzen ist relativ aufwändig und teuer.  Darüber hinaus werden    neuere Ozonisatoren meist nicht mehr unter  dem Gesichtspunkt einer möglichst hohen Ozonausbeute (d.h. Massenanteil  von erzeugtem Ozon in Abhängigkeit von der eingesetzten elekt-rischen  Energie) betrieben, sondern es wird -versucht, eine möglichst hohe  Ozonkonzentration in dem als Ausgangsbasis verwendeten Sauerstoff-Massenstrom  zu erreichen.

   Es wird also versucht, bei ggf. höherem Einsatz von  elektrischer Energie den Sauerstoffverbrauch bei der Erzeugung einer  vorgegebenen Menge von Ozon möglichst niedrig zu halten. Eine hohe  Sauerstoffkonzentration lässt sich allerdings nur mit höheren Betriebsspannungen  erreichen. Bei dem aus der DE 19 511 001 A1 vorbekannten Ozonisator  ist die Durchschlagsfestigkeit allerdings relativ begrenzt, da die  thermisch gespritzte Dielektrikumschicht eine relativ hohe Porosität  aufweist und natürlich aus Kostengründen und aus Gründen der verbesserten  Ozonausbeute nur mit einer Schichtdicke in der Grössenordnung von  1 mm aufgetragen wird. 



   Im Vergleich zu herkömmlichen Glasozonisatoren, bei denen das Glasrohr  mit einer Innenelektrode versehen ist und das Glasrohr selbst als  Dielektrikum dient, wird somit zwar gemäss der DE 19 511 001 A1 eine  höhere Ozonausbeute, jedoch eine geringere Ozonkonzentration als  mit herkömmlichen Glas-ozonisatoren erreicht. 



   Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen verbesserten  Ozonisator zu schaffen, der die Erreichung einer möglichst hohen  Ozonkonzentration und gleichfalls eine relativ gute Ozonausbeute  ermöglicht. Dabei soll ferner eine geeignetes Herstellverfahren zur  Herstellung eines solchen Ozonisators angegeben werden, das eine  möglichst einfache, gut reproduzierbare, kostengünstige Herstellung  ermöglicht. 



     Hinsichtlich des Ozonisators wird diese Aufgabe erfindungsgemäss  durch einen Ozonisator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. 



   Hinsichtlich des Herstellverfahrens wird diese Aufgabe durch ein  Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. 



   Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.                                                              



   Es hat sich gezeigt, dass auf den Trägerkörper aus Glas oder Glaskeramik  eine dünne keramische Schicht mit einer Schichtdicke von etwa 20  bis 70  mu m, vorzugsweise von etwa 30 bis 50  mu m, durch thermisches  Spritzen aufgebracht werden muss, um eine verbesserte Ozonausbeute  zu erreichen. Der erfindungsgemässe Ozonisator ermöglicht gleichzeitig  eine höhere Ozonausbeute sowohl im Vergleich zu herkömmlichen Glasozonisatoren,  bei denen das Glasrohr als Dielektrikum dient und die mit einer Innenelektrode  versehen sind, als auch eine verbesserte Ozonkonzentration im Vergleich  zu solchen Ozonisatoren, bei denen das Glasrohr lediglich als Trägerkörper  dient, auf den zunächst die Elektrode und darauf eine Dielektrikumschicht  aufgebracht ist. 



   Der erfindungsgemässe Ozonisator ermöglicht ein verbessertes Entladungsverhalten  im Vergleich zu herkömmlichen Ozonisatoren. Dabei wird ein besonders  homogenes Entladungsbild erreicht, was vorteilhaft ist zur Erreichung  einer hohen Ozonkonzentration im Trägergas bei einer gleichzeitig  hohen Ausbeute. 



   Gleichzeitig kann der Ozonisator mit höheren Spannungen betrieben  werden, da die Durchschlagsfestigkeit durch den Trägerkör   per aus  Glas oder Glaskeramik gewährleistet ist. Mit dem erfindungsgemässen  Ozonisator lassen sich so deutlich erhöhte Ozonkonzentrationen im  Trägergas erzielen. 



   Die erste Elektrode ist in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung  auf einer ersten, der zweiten Elektrode abgewandten Seite des Trägerkörpers  vorgesehen. 



   Sofern der Ozonisator als Röhrenozonisator ausgebildet ist, ist die  erste Elektrode somit auf der Innenseite des Trägerkörpers vorgesehen,  während die zweite Elektrode an der Innenseite eines zweiten Rohrs  vorgesehen ist, das den Trägerkörper konzentrisch umschliesst. 



   Gemäss einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die keramische  Schicht auf einer zweiten Seite des Trägerkörpers vorgesehen, die  der zweiten Elekt-rode zugewandt ist. 



   Durch die Anordnung der ersten Elektrode auf der ersten Seite des  Trägerkörpers und der keramischen Schicht auf der zweiten Seite des  Trägerkörpers, die der zweiten Elektrode zugewandt ist, lässt sich  eine einfache Herstellung durch thermisches Spritzen ermöglichen.                                                              



   Dabei kann die erste Elektrode mithilfe einer seitlich abgewinkelten  Lanzette durch thermisches Spritzen erzeugt werden, die in das Glasrohr  axial hineingefahren wird. Die keramische Schicht kann wiederum vorzugsweise  durch Plasmaspritzen anschliessend auf der Aussenseite des Trägerkörpers  erzeugt werden. 



     Da die Durchschlagsfestigkeit des Ozonisators durch den von Natur  aus gasdichten Trägerkörper aus Glas oder Glaskeramik vorgesehen  ist, der mit einer hohen Präzision herstellbar ist, kann die als  zusätzliche Dielektrikumschicht auf dem Trägerkörper aufgetragene  keramische dielektrische Schicht mit einer relativ geringen Schichtdicke  von etwa 10 bis 100  mu m, vorzugsweise von etwa 20 bis 70  mu m,  insbesondere von etwa 30 bis 50 mu m ausgebildet sein. 



   Eine derart dünne dielektrische Schicht lässt sich durch thermisches  Spritzen verhältnismässig kostengünstig erzeugen. Gleichzeitig wird  überraschenderweise trotz einer derartig dünnen zusätzlichen Di-elektrikumschicht  eine im Vergleich zu herkömmlichen Ozonisatoren, bei denen lediglich  ein Glasrohr als Dielektrikum verwendet wird, und die mit einer Innenelektrode  versehen sind, verbesserte Ozonausbeute erreicht. 



   Gemäss einer weiter bevorzugten Ausführung der Erfindung enthält  die keramische Schicht zumindest Aluminiumoxid, Titanoxid oder Zirkonoxid.                                                     



   In zusätzlicher Weiterbildung dieser Ausführung enthält die keramische  Schicht eine Mischung aus Titanoxid und Aluminiumoxid, die bis zu  etwa 10 Gew.-% Titanoxid aufweist. Hierbei hat sich gezeigt, dass  ein Gehalt von 5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise in der Grössenordnung  von etwa 7 Gew.-% Titanoxid besonders vorteilhaft ist. Bei höheren  Gehalten an Titanoxid ist ein grosser Anteil des Titanoxids nicht  mehr im Gitter des Aluminiumoxids gelöst, was dazu führt, dass die  keramische Schicht leitfähig wird und somit nicht mehr die notwendige  Durchschlagsfestigkeit erreicht werden kann. 



     Gemäss einer weiteren Ausführung der Erfindung enthält die keramische  Schicht Zirkonoxid, das mit Yttriumoxid, Magnesiumoxid oder Calciumoxid  stabilisiert ist. 



   Hierbei hat sich erwiesen, dass eine Stabilisierung besonders mit  Magnesiumoxid (bis zu 28 Gew.-%) und/oder mit Calciumoxid (bis zu  40 Gew.-%) besonders vorteilhaft ist. 



   Gemäss einer weiter bevorzugten Ausführung der Erfindung besteht  die erste und vorzugsweise auch die zweite Elektrode aus Aluminium,  einer Aluminiumlegierung, aus Titan, einer Titanlegierung oder einer  intermetallischen Verbindung von Aluminium und Nickel. 



   Dabei kann auch eine Aluminiumlegierung verwendet werden, die bis  zu etwa 30 Gew.-% Silizium enthält. 



   Durch die Verwendung von derartigen, an sich bekannten Materialien  zur Erzeugung der ersten Elekt-rode und ggf. auch der zweiten Elektrode  lässt sich eine gute Haftung der Elektrode an der Glasoberfläche  beim Auftragen durch Plasmaspritzen erreichen, wobei gleichzeitig  eine gute Leitfähigkeit und Beständigkeit im Langzeitbetrieb gewährleistet  ist. 



   Der Trägerkörper besteht vorzugsweise aus Borosilikatglas oder aus  einer Glaskeramik. 



   Beide Materialien lassen sich mit hoher Präzision insbesondere in  Rohrform herstellen, wobei sowohl Glas als auch Glaskeramik einen  höheren spezifischen Elastizitätsmodul aufweisen als bspw. Stahl.  Dies führt dazu, dass die Rohre bei der üblichen    horizontalen  Anordnung nur wenig durchhängen und sich somit eine präzisere Einhaltung  der Dimensionen des Entladungsspaltes gewährleisten lässt. 



   Der Trägerkörper aus Glas oder Glaskeramik weist vorzugsweise eine  Wandstärke von etwa 1,0 bis 3,0 mm, insbesondere von etwa 1,5 bis  2,1 mm, und besonders bevorzugt von etwa 1,7 bis 1,9 mm auf. 



   Bei einer derartigen Wandstärke des Trägerkörpers lässt sich einerseits  eine ausreichende mechanische und thermische Stabilität bei der Auftragung  der metallischen Schicht zur Erzeugung der ersten Elektrode als auch  bei der Auftragung der zusätzlichen Dielektrikumschicht durch thermisches  Spritzen erreichen. Andererseits ergibt sich mit einer derartigen  Dimensionierung eine gute Ausbeute und eine hohe Ozonkonzentration.                                                            



   Wie zuvor bereits erwähnt, ist die keramische Schicht vorzugsweise  als plasmagespritzte Schicht mit einer Stärke von etwa 10 bis 100  mu m, vorzugsweise von etwa 20 bis 70  mu m, insbesondere von etwa  30 bis 50 mu m ausgebildet. 



   Eine derartige Schichtstärke führt zu einer deutlichen Verbesserung  der Ozonausbeute bei gleichzeitig hoher Ozonkonzentration und dennoch  relativ niedrigen Herstellungskosten. 



   Wie zuvor bereits erwähnt, lässt sich gemäss dem erfindungsgemässen  Verfahren ein Ozonisator herstellen, der eine hohe Ozonausbeute bei  einer gleichzeitig hohen Ozonkonzentration im Betrieb gewährleistet.                                                           



     Dabei wird die Beschichtung an der Aussenseite des Trägerkörpers  mit einer keramischen Schicht durch thermisches Spritzen, vorzugsweise  durch Plasmaspritzen aufgetragen, vorzugsweise wird auch die Beschichtung  an der Innenseite des Trägerkörpers mit einer metallischen Schicht  durch Plasmaspritzen aufgebracht. 



   Auf diese Weise lässt sich die keramische Schicht verhältnismässig  kostengünstig und mit den notwendigen Eigenschaften auf den Trägerkörper  auftragen. Die metallische Schicht an der Innenseite könnte alternativ  auch durch andere Verfahren, z.B. durch Galvanikverfahren erzeugt  werden. 



   Wie gleichfalls bereits erwähnt, wird die keramische Schicht vorzugsweise  aus einem Keramikma-terial hergestellt, das zumindest Aluminiumoxid,  Titan-oxid oder Zirkonoxid enthält, wobei insbeson-dere eine Mischung  aus Aluminiumoxid mit etwa 7 Gew.-% Titanoxid bevorzugt ist oder  stabilisiertes Zirkonoxid verwendet wird, das vorzugsweise mit bis  zu 28 Gew.-% Magnesiumoxid oder mit bis zu 40 Gew.-% Calciumoxid  stabilisiert ist. 



   Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend  noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils  angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder  in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung  zu verlassen. 



   Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der  nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter  Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:        Fig. 1 einen  Querschnitt durch einen erfindungsgemässen Ozonisator in schematischer  Darstellung;     Fig. 2 eine grafische Darstellung der Ozonausbeute  eines herkömmlichen Röhrenozonisators, bei dem ein Glasrohr aus Borosilikatglas,  das von Schott unter dem Handelsnamen "Duran" vertrieben wird, als  Dielektrikum verwendet wird, die über der elektrischen Leistung dargestellt  ist;     Fig. 3 eine grafische Darstellung der Ozonausbeute über  der Leistung bei einem erfindungsgemässen Ozonisator mit einem rohrförmigen  Trägerkörper aus Duran und mit einer keramischen dielektrischen Schicht  aus mit Yttriumoxid stabilisiertem Zirkonoxid;

       Fig. 4 eine  grafische Darstellung der Ozonkonzentration über der elektrischen  Leistung, die sich bei einem herkömmlichen Ozonisator gemäss Fig.  2 ergibt;     Fig. 5 eine grafische Darstellung der Ozonkonzentration  in Abhängigkeit von der elektrischen Leistung, die sich bei einem  erfindungsgemässen Ozonisator mit einem Trägerkörper aus Duranglas  und einer keramischen dielektrischen Schicht aus mit Yttriumoxid  stabilisiertem Zirkonoxid ergibt;

       Fig. 6 eine grafische Darstellung  der Ozonausbeute in Abhängigkeit von der elektrischen Leistung, die  sich bei einem herkömmlichen Röhrenozonisator mit einem Trägerkörper  aus Duranglas ergibt, auf den eine Au  ssenelektrode aufgebracht  ist, auf die eine dielektrische Schicht aus Aluminiumoxid mit 6 Gew.-%  Titanoxid aufgebracht ist, wobei das Glasrohr nicht als Dielektrikum  verwendet wird; und     Fig. 7 eine grafische Darstellung der mit  dem Ozonisator gemäss Fig. 6 erreichbaren Ozonkonzentration in Abhängigkeit  von der elektrischen Leistung.  



   Ein erfindungsgemässer Ozonisator ist in Fig. 1 dargestellt und insgesamt  mit der Ziffer 10 bezeichnet. 



   Der Ozonisator weist zwei konzentrisch angeordnete Glasrohre, nämlich  einen inneren Trägerkörper 18 aus Duranglas und einen äusseren Trägerkörper  24 gleichfalls aus Duranglas auf. 



   Es versteht sich, dass die Darstellung nicht massstabgerecht ist.  Die Trägerkörper sind in geeigneten Aufnahmen an den Enden gehalten  (nicht dargestellt) und werden im Betrieb gekühlt. 



   Beide Trägerkörper 18, 24 weisen eine Wandstärke von etwa 1,8 mm  auf. Der Trägerkörper 18 ist an seiner Innenseite mit einer ersten  metallischen Elekt-rode 12 versehen, die bspw. aus einer Aluminium-Silizium-Legierung  etwa eutektischer Zusammensetzung (ca. 11,7 Gew.-% Silizium) bestehen  kann. Daneben können auch Aluminium-Titan-Legierungen, Aluminium-Nickel-Legierungen  bzw. entsprechende intermetallische Verbindungen verwendet werden.  Auch Mischlegierungen sind möglich. Die erste Elekt-rode 12 wurde  durch Plasmaspritzen erzeugt, wozu eine abgewinkelte Gaslanzette  axial in den Trägerkörper hineingefahren wurde. 



     Auf die Aussenseite des Trägerkörpers 18 ist eine keramische dielektrische  Schicht 20, die aus Aluminiumoxid, Titanoxid, Zirkonoxid oder Mischungen  davon bestehen kann, gleichfalls durch Plasmaspritzen aufgetragen.  Beispielsweise kann die keramische Schicht aus stabilisiertem Zirkonoxid  bestehen, das mit etwa 10 Gew.-% Yttriumoxid stabilisiert ist. Obwohl  mit -Yttriumoxid stabilisiertes Zirkonoxid im Handel weit verbreitet  ist, ist dieses Material relativ teuer. Es ist bevorzugt, stattdessen  mit Calciumoxid oder mit Mag-nesiumoxid stabilisiertes Zirkonoxid  zu verwenden. 



   Daneben sind auch Mischungen von Aluminium-oxid und Titanoxid bevorzugt,  insbesondere solche, die bis zu 10 Gew.-% Titanoxid, vorzugsweise  etwa 7 Gew.-% Titanoxid enthalten. 



   Die Schichtdicke der keramischen Schicht 20 beträgt vorzugsweise  etwa 30 bis 50 mu m, insbesondere etwa 40 mu m. 



   Der äussere Trägerkörper 24, der gleichfalls aus Duranglas besteht,  ist an seiner Innenfläche mit einer zweiten Elektrode 14 versehen,  die bspw. aus Reinaluminium bestehen kann oder aber wiederum aus  einer Aluminiumlegierung der zuvor erläuterten Art. Zwischen der  keramischen Schicht 20 und der zweiten Elektrode 14 ist ein ringförmiger  Entladungsspalt 22 gebildet. 



   Die erste Elektrode 12 und die zweite Elektrode 14 sind über Leitungen  28 mit einer Wechselspannungsquelle von etwa 50 bis 60 Hz oder höherer  Frequenz verbunden, sofern ein Frequenzumformer verwendet wird. 



     Durch die Aussenbeschichtung des Trägerkörpers 18 mittels der  keramischen Schicht 20 ist zwischen der inneren ersten Elektrode  12 und der äusseren zweiten Elektrode 14 ein insgesamt mit der Ziffer  16 bezeichnetes Dielektrikum angeordnet, das aus der Kombination  des Trägerkörpers 18 und der keramischen Schicht 20 gebildet ist.                                                              



   Mit einem derartigen erfindungsgemässen Ozo-nisator lässt sich eine  gegenüber herkömmlichen Röhrenozonisatoren aus Glas mit Innenelektrode  und Glas als Dielektrikum verbesserte Ausbeute und gleichzeitig erhöhte  Ozonkonzentration erreichen. Dabei ist die Ausbeute im Vergleich  zu anders aufgebauten herkömmlichen Ozonisatoren, bei denen das Glasrohr  lediglich als Trägerkörper dient, auf den die erste Elektrode aussen  aufgebracht ist, worauf wiederum das Dielektrikum aufgebracht ist,  zwar etwas geringer, jedoch ist die Ozonkonzentration bei dem erfindungsgemässen  Ozonisator deutlich höher, wie im Folgenden anhand der Fig. 2 bis  7 erläutert wird. 



   In Fig. 3 ist die Ausbeute eines erfindungsgemässen Ozonisators in  Abhängigkeit von der zugeführten Leistung dargestellt. Ein Vergleich  mit Fig. 2, die die Ausbeute eines herkömmlichen Ozonisators mit  Innenelektrode und Duranrohr als Dielektrikum zeigt, ergibt, dass  sich die Ozonausbeute um etwa 10 bis 15% verbessert. 



   In Fig. 5 ist die Ozonkonzentration des erfindungsgemässen Ozonisators  gemäss Fig. 3, die sich in Abhängigkeit von der elektrischen Leistung  bei Verwendung von reinem Sauerstoff als Trägergas erreichen lässt,  dargestellt. 



     Ein Vergleich mit Fig. 4, die die entsprechende Ozonkonzentration  in Abhängigkeit von der elektrischen Leistung des zuvor anhand von  Fig. 2 erläuterten Ozonisators zeigt, ergibt, dass die Ozonkonzentration  gegenüber dem herkömmlichen Ozonisator um ca. 10% gesteigert werden  kann. 



   Zum Vergleich sind die entsprechenden Kurven für die Ozonausbeute  und die Ozonkonzentration in Abhängigkeit von der zugeführten elektrischen  Leistung in Fig. 6 und 7 dargestellt, die sich bei einem anderen  herkömmlichen Ozonisator ergeben, bei dem ein Glasrohr lediglich  als Trägerkörper verwendet wird, auf dessen Aussenseite eine erste  Elektrode durch Plasmaspritzen aufgetragen ist, auf der eine Dielektrikumschicht  mit einer Stärke von etwa 1 mm bestehend aus Aluminiumoxid und 6  Gew.-% Titanoxid durch Plasmaspritzen aufgetragen ist. Bei diesem  Ozonisator dient das Glasrohr also lediglich als Trägerkörper, nicht  jedoch als Dielektrikum. 



   Ein Vergleich des erfindungsgemässen Ozonisators gemäss Fig. 3 mit  Fig. 6 zeigt, dass der herkömmliche Ozonisator eine leicht verbesserte  Ausbeute ermöglicht. Jedoch zeigt ein Vergleich der Fig. 5 und 7,  dass sich mit dem erfindungsgemässen Ozonisator eine deutlich verbesserte  Ozonkonzentration im Vergleich zu dem herkömmlichen Ozonisator erreichen  lässt.

Claims (18)

1. Ozonisator mit einer ersten Elektrode (12) und einer zweiten Elektrode (14), zwischen denen ein Entladungsspalt (22) gebildet ist, wobei zwischen der ersten Elektrode (12) und der zweiten Elektrode (14) ein Dielektrikum (16) angeordnet ist, wobei das Di-elektrikum (16) aus einem Trägerkörper (18) aus Glas oder Glaskeramik besteht, auf den eine keramische dielektrische Schicht (20) aufgebracht ist, und wobei die keramische Schicht (20) eine thermisch gespritzte Schicht mit einer Stärke von 20 bis 70 Mikrometer, vorzugsweise von 30 bis 50 Mikrometer, ist.

2. Ozonisator nach Anspruch 1, bei dem die erste Elektrode (12) auf einer ersten, der zweiten Elektrode (14) abgewandten Seite des Trägerkörpers (18) vorgesehen ist.

3.

Ozonisator nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die keramische Schicht (20) auf einer zweiten Seite des Trägerkörpers (18) vorgesehen ist, die der zweiten Elektrode (14) zugewandt ist.

4. Ozonisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die keramische Schicht zumindest Alumniumoxid, Titanoxid oder Zirkonoxid enthält.

5. Ozonisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die keramische Schicht (20) eine Mischung aus Titanoxid und Aluminiumoxid enthält, die bis zu etwa 10 Gew.-% Titanoxid aufweist.

6. Ozonisator nach Anspruch 5, bei dem die Mischung etwa 7 Gew.-% Titanoxid enthält.

7. Ozonisator nach Anspruch 4, bei dem die keramische Schicht Zirkonoxid enthält, das mit Y 2 O 3 , mit MgO oder mit CaO stabilisiert ist.

8.

Ozonisator nach Anspruch 7, bei dem die keramische Schicht Zirkonoxid enthält, das mit bis zu 28 Gew.-% MgO oder mit bis zu 40 Gew.-% CaO stabilisiert ist.

9. Ozonisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die erste Elektrode (12) aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, aus Titan, einer Titanlegierung oder einer intermetallischen Verbindung von Aluminium mit Nickel oder Titan besteht.

10. Ozonisator nach Anspruch 9, bei dem die erste Elektrode (12) aus einer Aluminiumlegierung besteht, die bis zu etwa 30 Gew.-% Silizium enthält.

11. Ozonisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Trägerkörper (18) aus Borosilikatglas besteht.

12. Ozonisator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem der Trägerkörper (18) aus Glaskeramik besteht.

13.

Ozonisator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Trägerkörper (18) ein Glasrohr mit einer Wandstärke von 1,0 bis 3,0 mm, vorzugsweise von 1,5 bis 2,1 mm, insbesondere von 1,7 bis 1,9 mm ist.

14. Verfahren zur Herstellung eines Ozonisators (10) mit folgenden Schritten: - Beschichten der Innenseite eines rohrförmigen Trägerkörpers (18) aus Glas oder Glaskeramik mit einer metallischen Schicht, um eine erste Elektrode (12) zu erzeugen;

- Erzeugen eines Dielektrikums (16) durch Beschichten der Aussenseite des Trägerkörpers (18) durch thermisches Spritzen einer keramischen, dielektrischen Schicht (20) mit einer Schichtdicke von 20 bis 70 Mikrometer, vorzugsweise von 30 bis 50 Mikrometer; - Anordnen der ersten Elektrode (12) und einer zweiten Elektrode (14) mit Abstand voneinander derart, dass zwischen der keramischen Schicht (20) und der zweiten Elektrode (14) ein Entladungsspalt (22) gebildet ist.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Beschichtung zumindest der Innenseite des Trägerkörpers (18) mit einer metallischen Schicht (12) oder der Aussenseite des Trägerkörpers mit einer keramischen Schicht (20) durch Plasmaspritzen erfolgt.

16.

Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, bei dem die keramische Schicht (20) aus einem Keramikmaterial hergestellt wird, das zumindest Aluminiumoxid, Titanoxid oder Zirkonoxid enthält.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die keramische Schicht (20) aus einem Keramikmaterial hergestellt wird, das eine Mischung aus Aluminium-oxid und bis zu etwa 10 Gew.-% Titanoxid, vorzugsweise etwa 7 Gew.-% Titanoxid enthält.

18. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem die keramische Schicht (20) aus einem Keramikmaterial mit stabilisiertem Zirkonoxid hergestellt wird, das mit bis zu 28 Gew.-% MgO oder mit bis zu 40 Gew.-% CaO stabilisiert ist.