DE102004008431A1 - Sandwich-type ozone generator has grooves on an electrode running the length of the discharge chamber and supporting an insulation plate on the corresponding projections - Google Patents

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Abstract

The discharge chamber limiting side of an electrode plate (5) in an ozone generator of the type described in working on oxygen (-containing) gas (A) has linearly-running grooves (12) stretching over the entire length of the discharge chamber in the direction of the gas flow; and (B) is such that the insulation plate (8) is laid on the upstanding projections between the grooves. An ozone generator working on oxygen (- containing) gas has a gas flow discharge chamber in a high-strength electric field produced between a high-voltage electrode plate and a counter-electrode plate which is earthed or connected to a low potential and also, between the high-voltage electrode and the earthed electrode, an insulator plate (dielectric) preferably parallel to the high- voltage electrode such that at least one gas flow discharge chamber is formed between the insulation plate and the chamber-limiting side of the electrode plate, the novel features being that chamber-limiting side of electrode plate (5) has (A) linearly- running grooves (12) stretching over the entire length of the discharge chamber in the direction of the gas flow; and is such that (B) the insulation plate (8) is laid on the upstanding projections between the grooves.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ozonerzeuger mit plattenförmigen Elektroden zur Erzeugung von Ozon aus Sauerstoff oder aus einem Sauerstoff enthaltenden Gas durch Gasentladung in mindestens einem von dem Gas durchströmten Entladungsraum. Der gasdurchströmte Entladungsraum ist in einem elektrischen Feld mit hoher Feldstärke positioniert, das zwischen einer plattenförmigen Hochspannungselektrode und einer plattenförmigen Gegenelektrode erzeugt wird, die mit Masse oder mit Erde oder mit einem niedrigeren elektrischen Potential verbundenen ist (nachfolgend Masse-Elektrode genannt), wobei zwischen der Hochspannungselektrodenplatte und der Masse-Elektrodenplatte eine bevorzugt zur Hochspannungselektrodenplatte parallel und auf Abstand gehaltene Isolatorplatte (= Dielektrikum) angeordnet ist derart, daß der mindestens eine gasdurchströmte Entladungsraum durch die Abstandsanordnung der Isolatorplatte von der den Entladungsraum begrenzenden Plattenseite der Elektrodenplatte gebildet ist. Solche Ozonerzeuger sind aus der DE 25 41 973 A1 bekannt.The invention relates to an ozone generator with plate-shaped electrodes for generating ozone from oxygen or from a gas containing oxygen by gas discharge in at least one discharge space through which the gas flows. The gas-flow discharge space is positioned in a high-field electric field generated between a plate-shaped high-voltage electrode and a plate-shaped counter electrode connected to ground or to a lower electric potential (hereinafter referred to as a ground electrode), between the High voltage electrode plate and the ground electrode plate a preferably held parallel to the high voltage electrode plate and spaced insulator plate (= dielectric) is such that the at least one gas flowed discharge space is formed by the spacing arrangement of the insulator plate from the discharge space bounding plate side of the electrode plate. Such ozone generators are from the DE 25 41 973 A1 known.

Ozonerzeuger mit plattenförmigen Elektroden (auch Platten-Ozonerzeuger genannt) sind schon vor gut einem Jahrhundert gebaut worden. Die Fachwelt bevorzugte seinerzeit die abwechselnde vertikale Aufhängung von Hochspannungselektrodenplatten und Niederspannungselektrodenplatten in einem rahmenförmigen Metallgestell. Als Dielektrikum zwischen den Elektrodenplatten wurde Glas oder Mica (= Glimmer) oder irgendein anderes geeignetes Material verwendet. Vorrangig war die Hochspannungselektrodenplatte als Hohlraumplatte ausgebildet und von einer Kühlmittelflüssigkeit durchströmt (siehe die CH-PS 44 224 aus dem Jahre 1908).ozone generator with plate-shaped Electrodes (also called plate ozone generators) are already good a century ago. The professional world preferred at the time the alternate vertical suspension of high voltage electrode plates and low voltage electrode plates in a frame-shaped Metal frame. As a dielectric between the electrode plates was Glass or mica (= mica) or any other suitable material used. Priority was the high voltage electrode plate as a cavity plate formed and of a coolant liquid flows through (see CH-PS 44 224 from 1908).

Die Effizienz solcher Platten-Ozonerzeuger (d. h. deren Ozonausbeute im Verhältnis zu der zugeführten Sauerstoffmenge und der benötigten Kühl mittel menge sowie im Verhältnis zu der aufgewendeten elektrischen Energie) war bei diesen "alten" Platten-Ozonerzeugern relativ schlecht. Das war u. a. dadurch bedingt, daß der gasdurchströmte Entladungsraum zwischen einer großflächigen Elektrodenplatte und einer Isolatorplatte nicht spalt-genau auf einen möglichst geringen Spaltabstand eingestellt werden konnte, da die Herstellung großflächiger und in ihrer Oberfläche toleranzgenau planer Plattenelektroden fertigungstechnisch nur schwer möglich war und/oder generell zu teuer war.The Efficiency of such plate ozone generators (i.e., their ozone yield in relation to to the supplied Amount of oxygen and the required Cooling medium quantity and in proportion to the electrical energy used) was in these "old" plate ozone generators relatively bad. That was u. a. due to the fact that the gas-flow discharge space between a large-area electrode plate and an insulator plate not exactly to a possible gap small gap distance could be adjusted, since the production large area and in their surface Tolerance accurate flat plate electrodes production difficult possible was and / or was generally too expensive.

Der Markt hat deshalb Ozonerzeuger mit rohrförmigen Elektroden bevorzugt. Bei den Rohr-Ozonerzeugern wird zumeist eine Elektrode in Form eines Glasrohres, das mit einer Metallbeschichtung versehen ist, konzentrisch in eine Metall-Gegenelektrode (z. B. in ein massives Metallrohr) eingebracht oder umgekehrt, wobei zwischen den Elektroden ein zylinderförmiges Dielektrikum (z. B. ein Glasrohr als Isolator) positioniert ist, das bevorzugt zu der Hochspannungselektrodenplatte einen Ringspalt-Abstand einhält. Das sauerstoffhaltige Gas durchströmt diesen Ringspalt. Jedoch, die Herstellung und Aufrechterhaltung eines möglichst geringen und über die Länge der ineinandergesetzten Rohre konstanten Ringspaltes wirft Probleme auf, die sich z. B. bei Verwendung von Glasrohren (die im Regelfall in einem Ozonerzeuger mit einer Länge von über einem Meter vorhanden sind) aus deren Fertigungstoleranzen ergeben und/oder die sich während des Betriebes des Ozonerzeugers aus möglichen Biegungen und Verwerfungen der Rohr- Anordnungen infolge mechanischer oder thermischer Belastungen ergeben. Deshalb werden die einzelnen Rohre solcher Rohr-Elektroden vielfach durch endseitige Abstandshalter gegeneinander zentriert gehalten oder es wird der Ringspalt vollständig mit einem Metallgewebe oder -geflecht o. dergl. ausgefüllt (siehe z. B. EP 0 789 666 B1 ). Das bedingt eine relativ aufwendige und teure Fertigung der rohrförmigen Elektroden.The market has therefore preferred ozone generators with tubular electrodes. In the tube ozone generators, an electrode in the form of a glass tube, which is provided with a metal coating, is usually introduced concentrically into a metal counter-electrode (for example into a solid metal tube) or vice versa, wherein a cylindrical dielectric (eg B. a glass tube as insulator) is positioned, which preferably adheres to the high voltage electrode plate an annular gap distance. The oxygen-containing gas flows through this annular gap. However, the production and maintenance of a minimum and over the length of the nested tubes constant annular gap poses problems that z. B. when using glass tubes (which are usually present in an ozone generator with a length of over one meter) resulting from their manufacturing tolerances and / or during operation of the ozone generator from possible bends and distortions of the pipe assemblies due to mechanical or thermal Results in burdens. Therefore, the individual tubes of such tube electrodes are often kept centered by end spacers against each other or it is the annular gap completely filled with a metal fabric or braid o. The like. (See, eg. EP 0 789 666 B1 ). This requires a relatively complex and expensive production of the tubular electrodes.

Zudem haben Rohr-Elektroden den prinzipbedingten Nachteil, daß Rohre relativ zueinander nicht kompakt genug positioniert werden können, woraus im Verhältnis zu der erzielbaren Leistung relativ großvolumig bauende Rohr-Ozonerzeuger resultieren.moreover Tube electrodes have the inherent disadvantage that pipes relative to each other can not be positioned compact enough, from which in relation to to the achievable performance relatively large-volume pipe ozone generators result.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, sich wieder den Platten-Ozonerzeugern zuzuwenden, die eine wesentlich kompaktere Bauweise erlauben, und dafür Konstruktionsmerkmale zu entwickeln, die eine hohe Effizienz der Ozonausbeute bei gleichzeitig kostengünstiger Fertigung des Ozonerzeugers ermöglichen.task The present invention is intended to restore the plate ozone generators to turn, which allow a much more compact design, and for design features to develop a high efficiency of ozone yield at the same time cost-effective Enable production of the ozone generator.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Platten-Ozonerzeuger mit den einleitend definierten Gattungsmerkmalen die Plattenseite der Elektrodenplatte, die den Entladungsraum begrenzt, mit im wesentlichen linear verlaufenden Rillen versehen ist, die sich durchgehend über den gesamten Entladungsraum in Richtung der Gasdurchströmung durch den Entladungsraum erstrecken (nachfolgend Linearrillen genannt), und daß die Isolatorplatte direkt auf die zwischen den Linearrillen stegförmig hochstehenden Rillenstegwände aufgelegt ist.These Task is inventively characterized solved, that at a plate ozone generator with the initially defined genus characteristics the plate side of the Electrode plate which limits the discharge space, with substantially is provided linearly extending grooves which are continuous over the entire discharge space in the direction of gas flow through extend the discharge space (hereinafter called linear grooves), and that the Isolator plate directly on the between the linear grooves web-like upstanding Grooved web walls applied is.

Die erfindungsgemäße Linearverrillung der Plattenseite der Elektrodenplatte, die den Entladungsraum begrenzt (bevorzugt ist das die unter Hochspannung stehende Elektrodenplatte, jedoch kann nach der Lehre der Erfindung auch die Plattenseite der Masse-Elektrode mit Linearrillen versehen sein, wenn bei speziellen Bauformen eines Ozonerzeugers die Masse-Elektrode einen gasdurchströmten Entladungsraum begrenzt) kann fertigungstechnisch auf verschiedene Weise, immer jedoch auf eine sehr kostengünstige Weise erfolgen, da die Linearrillen fertigungstechnisch problemlos in die Metalloberfläche der Elektrodenplatte einzuarbeiten sind. Das Einarbeiten der Linearrillen kann beispielsweise durch Bürsten, Schlitzen (= Schneiden), Fräsen oder Lasern, wie auch durch spanfreie bzw. nichtabtragende Verformungsverfahren erfolgen.The invention Linearverrillung the plate side of the electrode plate, which limits the discharge space (preferably that is the under High-voltage electrode plate, however, according to the teachings of the invention, the plate side of the ground electrode may be provided with linear grooves when limited in special designs of an ozone generator, the ground electrode gas discharge space) can production technology in various ways, but always on a very cost-effective Way done, since the linear grooves manufacturing technology are easily incorporated into the metal surface of the electrode plate. The incorporation of the linear grooves can be done, for example, by brushing, slitting (= cutting), milling or lasering, as well as by chip-free or non-abrasive deformation processes.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht nach Anspruch 2 vor, daß die zwischen den Linearrillen hochstehenden Rillenstegwände eine Auflagefläche für die Isolatorplatte besitzen, deren quer zum Verlauf der Rillenstegwände gemessene Auflagenbreite gleich oder kleiner ist als 1000 μm, und daß in Relation dazu die gasführenden und mittels der Isolatorplatte "gedeckelten" Linearrillen eine Rillentiefe von 200 bis 700 μm haben und in ihrem gesamten Verlauf eine mittlere Breite von 500 bis 2000 μm aufweisen (vorzugsweise etwa 1. 000 μm), wobei die durch die Breite und Tiefe vorgegebene Querschnittsform der Linearrillen derart zu wählen ist, daß die Sauerstoffatome, die durch eine Koronaentladung an den oberen Kanten der gegen die Isolatorplatte hochstehenden Rillenstegwände freigesetzt werden, direkt von dem kraftvollen, im Hauptquerschnitt der Linearrillen mit hoher Strömungsgeschwindigkeit geführten Gasstrom erfaßt und abtransportiert werden.A preferred embodiment The invention provides according to claim 2, that between the linear grooves upstanding gutter walls one bearing surface for the Isolator plate have, whose measured transversely to the course of the groove web walls Pad width is equal to or less than 1000 microns, and that in relation to the gas-conducting and by means of the insulator plate "capped" linear grooves a groove depth of 200 to 700 μm have a mean width of 500 throughout their course up to 2000 μm (preferably about 1,000 microns), which by the width and deep predetermined cross-sectional shape of the linear grooves so to choose, that the Oxygen atoms by a corona discharge at the upper edges the released against the insulator plate groove web walls released be directly from the powerful, in the main cross-section of the linear grooves with high flow velocity out Gas flow detected and be transported away.

Es ist allgemein bekannt, daß Koronaentladungen lokal im Bereich hoher elektrischer Feldstärken entstehen, z.B. an scharfen Kanten oder an dünnen vorstehenden Bauteilen. Die Erfindung nutzt diese Art der Gasentladung in der Weise, daß zwischen den einzelnen Linearrillen stegförmig gegen die Isolatorplatte hochstehende Rillenstegwände positioniert sind, an deren oberen Längskanten sich die gewünschten Gasentladungsvorgänge ausbilden. In diesem Bereich wird (im Vergleich zu herkömmlichen Ozonerzeugern) ein deutlich höherer Anteil der im zugeführten Gas vorhandenen Sauerstoffmoleküle in Sauerstoffatome dissoziiert. Zusammen mit der optimierten Querschnittsform der Linearrillen wird erreicht, daß die freigesetzten Sauerstoffatome direkt von dem in den Linearrillen mit hoher Strömungsgeschwindigkeit geführten Gasstrom erfaßt und mitgerissen werden. Dadurch wird zugleich der Anteil der Stoßentladungen im Gasstrom selbst erhöht.It is well known that corona discharges arise locally in the range of high electric field strengths, e.g. on sharp Edges or thin protruding components. The invention uses this type of gas discharge in the way that between the individual linear grooves web-shaped positioned against the insulator plate upstanding groove web walls are, at the upper longitudinal edges yourself the desired ones Gas discharge processes form. In this area (compared to conventional ozone generators) a much higher one Share of im Gas present oxygen molecules dissociated into oxygen atoms. Together with the optimized cross-sectional shape the linear grooves is achieved that the released oxygen atoms directly from the gas flow guided in the high velocity linear grooves detected and be carried away. As a result, at the same time the proportion of shock discharges increased in the gas stream itself.

Die freigesetzten Sauerstoffatome lagern sich an die im zugeführten Gas vorhandenen O2-Moleküle an und bilden so das gewünschte 3-atomige Ozonmolekül, wobei der genannte schnelle Abtransport des ozonhaltigen Gases einem unerwünschten vorzeitigen Zerfall der Ozonmoleküle entgegenwirkt. Im Ergebnis führt somit die Kombination der vorgenannten Maßnahmen zu einer höheren Ozonausbeute (im Vergleich zu den herkömmlichen Ozonerzeugern).The released oxygen atoms are attached to the O 2 molecules present in the gas supplied, thus forming the desired 3-atom ozone molecule, wherein said rapid removal of the ozone-containing gas counteracts an undesirable premature decomposition of the ozone molecules. As a result, the combination of the aforementioned measures thus leads to a higher ozone yield (in comparison to the conventional ozone generators).

Daneben kann zusätzlich (was für sich betrachtet bekannt ist) die Ozonausbeute auch noch dadurch verbessert werden, daß die Oberfläche der Elektrodenplatte mit einem elektrisch gut leitfähigen, jedoch möglichst gering oxidierenden Metall beschichtet ist oder daß die Elektrodenplatte selbst aus einem entsprechend geeigneten Material gefertigt ist (wie z. B. aus einer Titanlegierung).Besides can additionally (what kind of considered considered) the ozone yield even more be improved that the surface the electrode plate with a good electrical conductivity, however preferably low oxidizing metal is coated or that the electrode plate itself made of a suitably suitable material (like z. B. of a titanium alloy).

Als ein besonderes Merkmal der Erfindung ist hervorzuheben, daß die Isolatorplatte (Dielektrikum), die bisher üblicherweise auf Abstand zu der Elektrodenplatte positioniert worden ist, nunmehr direkt auf die zwischen den Linearrillen der Elektrodenplatte stegförmig hochstehenden Rillenstegwände aufgelegt ist, und zwar in bevorzugter Weise "trocken", d. h., zwischen der aufgelegten Isolatorplatte und den Rillenstegwänden soll kein Kleber oder ein sonstiges Verbindungs- oder Abdichtungsmittel verwendet werden. Dadurch wird erreicht, daß die im μm-Bereich hergestellten Linearrillen der Elektrodenplatte nicht durch überschüssige oder fehlerhaft auf getragene Verbindungs- oder Abdichtungsmittel dichtgesetzt werden können, und die Isolatorplatte jederzeit zu Wartungszwecken wieder von der Elektrodenplatte abgenommen werden kann.When a special feature of the invention is to emphasize that the insulator plate (Dielectric), the usual has been positioned at a distance to the electrode plate, now directly on the between the linear grooves of the electrode plate web-like upstanding Grooved web walls applied is, preferably "dry", d. h., Between the applied insulator plate and the groove web walls should not be an adhesive or other bonding or sealing means be used. This ensures that the linear grooves produced in the micron range of Electrode plate not by excess or incorrectly sealed on worn connection or sealing means can be and the insulator plate at any time for maintenance purposes again from the Electrode plate can be removed.

Infolge der direkt auf den Rillenstegwänden der Elektrodenplatte aufliegenden Isolatorplatte sind die in der Elektrodenplatte eingearbeiteten Linearrillen sowohl Reaktionskanal für die Ozonbildung im zugeführten Gas als auch Transportkanal für das zugeführte und abzuführende Gas. Die Durchströmungsquerschnitte der einzelnen Linearrillen sind gering und dementsprechend kann über ein veränderbares Druckgefälle jede gewünschte Gasdurchströmungsgeschwindigkeit in den Linearrillen eingestellt werden. Dabei ist man nicht beeinträchtigt durch Gasverwirbelungen, wie sie bisher infolge der Verwendung von Abstandshaltern (z. B. in Form von Metallgeweben oder -geflechten o. dergl.) bekannt sind, sondern die Gasdurchströmung durch die Linearrillen ist von allen Unregelmäßigkeiten des Strömungsweges befreit und kann somit genauer berechnet und eingestellt werden.As a result directly on the gutter walls of the Electrode plate resting insulator plate are in the electrode plate incorporated linear grooves both reaction channel for ozone formation im fed Gas as well as transport channel for the supplied and payable Gas. The flow cross sections the individual linear grooves are small and accordingly can over a changeable pressure drop any desired Gas flow rate be adjusted in the linear grooves. One is not affected by gas turbulence, as previously due to the use of spacers (eg. in the form of metal mesh or braid or the like) are known, but the gas flow through the linear grooves is out of all irregularities of the flow path freed and can thus be calculated and adjusted more precisely.

Es ist ein Vorteil, daß erfindungsgemäße Ozonerzeuger mit höheren Gasdurchströmungsgeschwindigkeiten in den Entladungsräumen (= Linearrillen) gefahren werden, um das ozonhaltige Gas schnellstmöglichst aus dem "Streßbereich" abzuführen, der in den Entladungsräumen durch die dort hohen elektrischen Feldstärken und durch die dort höheren Temperaturen vorherrscht (die Ozonbildung läuft exotherm ab). Durch die hohen Gasströmungsgeschwindigkeiten in den Linearrillen wird weitgehend vermieden, daß das gebildete Ozon infolge der im Streßbereich ständig zugeführten Energien bereits vorzeitig, d. h. noch innerhalb der Linearrillen wieder zerfällt.It is an advantage that ozone generators according to the invention with higher gas flow rates in the discharge spaces (= linear grooves) are driven to dissipate the ozone-containing gas as quickly as possible from the "stress area" in the discharge spaces by the high electric field strength there and through there hö higher temperatures (ozone formation is exothermic). Due to the high gas flow velocities in the linear grooves is largely avoided that the ozone formed as a result of the constantly supplied in the stress region energies already prematurely, ie even within the linear grooves again decays.

Im Ergebnis ist durch die vorgenannten konstruktiven Merkmale und durch die Betriebsweise eines erfindungsgemäßen Ozonerzeugers die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst. Ein erfindungsgemäßer Platten-Ozonerzeuger hat im Vergleich zu den bekannten Ozonerzeugern eine beachtlich höhere Effizienz der Ozonausbeute.in the Result is by the aforementioned structural features and by the operation of an ozone generator according to the invention that of the invention underlying task solved. An inventive plate ozone generator has a considerable compared to the known ozone generators higher Efficiency of ozone yield.

Zugleich ermöglicht die Lehre der Erfindung eine wesentlich kompaktere Bauweise eines Platten-Ozonerzeugers, die zudem kostengünstig zu realisieren ist und die erforderliche Wartungsarbeiten und/oder Reparaturarbeiten in einfacher Weise zuläßt.at the same time allows the teaching of the invention is a much more compact design of a Plate ozone generator, which is also inexpensive to implement and the required maintenance and / or repairs in easy way.

Für die Bauweise eines erfindungsgemäßen Ozonerzeugers wird gemäß Anspruch 4 vorgeschlagen, daß die plattenförmige Hochspannungselektrode auf ihren beiden Plattenseiten jeweils mit gasführenden Linearrillen versehen ist, auf deren Rillenstegwände auf jeder Plattenseite jeweils eine Isolatorplatte vorzugsweise "trocken" aufgelegt ist, wobei die flächenmäßige Erstreckung der Isolatorplatten größer ist als die der Hochspannungselektrodenplatte derart, daß beide Isolatorplatten einen randseitigen Überstand über die Hochspannungselektrodenplatten zumindest an den Rändern des parallelen Verlaufs zu den gasführenden Linearrillen haben, so daß zwischen den randseitigen Überständen der Isolatorplatten komprimierbare Dichtungsprofilstreifen, vorzugsweise elastisch komprimierbare Blockprofilstreifen zwischengelegt werden können, deren Profildicke geringfügig größer ist als der lichte Abstand der auf den Rillenstegwänden aufliegenden Isolatorplatten, wodurch beim Aufbringen eines Flächendrucks auf die Isolatorplatten in Richtung der zwischengelegten Dichtungsprofilstreifen eine randseitige, gasdichte Abdichtung der auf beiden Plattenseiten der Hochspannungselektrode gebildeten Entladungsräume (= Linearrillen) gewährleistet ist.For the construction an ozone generator according to the invention is according to claim 4 suggested that the disc-shaped High-voltage electrode on both sides of each plate with gas-bearing Linear grooves is provided on the groove web walls on each side of the plate each one insulator plate preferably "dry" is placed, wherein the areal extent the insulator plates is larger as that of the high voltage electrode plate such that both Insulator plates a marginal projection on the high voltage electrode plates at least at the edges of the parallel course to the gas-guiding linear grooves, so that between the edge projections of the Insulator plates compressible sealing profile strips, preferably elastically compressible block profile strips are interposed can, their profile thickness slightly is larger as the clear distance of the resting on the groove web walls insulator plates, whereby upon applying a surface pressure on the insulator plates in the direction of interposed sealing profile strip a marginal, gas-tight seal on both sides of the plate the discharge space formed by the high-voltage electrode (= linear grooves) guaranteed is.

Ein solches "Plattenpaket" ist sehr kompakt herzustellen und auch industriell vorzufertigen. Dabei sind relativ dünne Platten des Plattenpakets und auch Toleranzabweichungen in der Plattendicke zugelassen, denn es kommt in letzter Konsequenz nicht darauf an, daß die Oberflächen der Elektrodenplatte und/oder die Oberflächen der beidseitig aufgelegten Isolatorplatten absolut plan und eben gefertigt sind. Beim Aufbringen eines flächig über die gesamten Oberflächen der Isolatorplatten verteilten Drucks (hier benannt als "Flächendruck") korrigiert das Plattenpaket eventuelle Unebenheiten der einander kontaktierenden Flächen selbst aus, ohne daß die Gefahr besteht, daß dadurch Abstandshalter, die nach den bisher bekannten Konstruktionsarten zur Aufrechterhaltung eines Spaltabstandes der Entladungsräume erforderlich sind, deformiert oder beschädigt werden können. Bei einem nach der Lehre der Erfindung gebildeten "Plattenpaket" liegen bevorzugt sehr dünne Isolatorplatten direkt auf den Rillenstegwänden der Elektrodenplatte auf und sind dadurch über ihre gesamte jeweilige Flächenerstreckung stabilisiert und gegen Verformungen geschützt.One such "plate package" is very compact to manufacture and to prefabricate industrially. These are relatively thin plates of the plate pack and also tolerance variations in the plate thickness admitted, because ultimately it does not matter that the surfaces the electrode plate and / or the surfaces of the insulator plates placed on both sides absolutely plan and just made. When applying a flat over the entire surfaces the isolator plates of distributed pressure (referred to herein as "surface pressure") corrects that Plate package any unevenness of the contacting each other surfaces even without the There is a risk that this Spacers, according to the previously known types of construction to maintain a gap distance of the discharge spaces required are, deformed or damaged can be. In a "plate package" formed according to the teachings of the invention are preferred very thin Isolator plates directly on the groove web walls of the electrode plate and are over it their entire respective area extent stabilized and protected against deformation.

Gemäß Anspruch 5 erfolgt bei einem erfindungsgemäßen Ozonerzeuger das Aufbringen eines Flächendrucks auf die Isolatorplatten jeweils mittels einer plattenförmigen Masse-Elektrode, die flächig an der jeweiligen Isolatorplatte anliegt und die Bestandteil einer in sich biegesteifen Hohlkammer-Kühlkassette ist, deren Hohlkammern von einem Kühlmittel durchströmt sind.According to claim 5 takes place in an ozone generator according to the invention, the application of a surface pressure on the insulator plates in each case by means of a plate-shaped ground electrode, the area the respective insulator plate is applied and the part of a is inherently rigid hollow chamber cooling cassette whose hollow chambers from a coolant flows through are.

Derartige biegesteife Masse-Elektroden erfüllen somit eine dreifache Funktion, d. h. sie sind zur Herstellung und Aufrechterhaltung des elektrischen Feldes zwischen den Elektrodenplatten bestimmt, sie dienen zudem in bekannter Weise zur Kühlung der exotherm ablaufenden Ozonbildung und sie sind zugleich eine in sich biegesteife mechanische Andruckplatte, um bei einem erfindungsgemäßen Ozonerzeuger die Aufbringung eines Flächendrucks auf die Isolatorplatten zu gewährleisten.such rigid ground electrodes meet thus a triple function, d. H. they are for manufacturing and Maintaining the electric field between the electrode plates determines, they also serve in a known manner for cooling the exothermic ozone formation and they are at the same time an inherently rigid mechanical pressure plate to an ozone generator according to the invention the application of a surface pressure to ensure the insulator plates.

Im Ergebnis ist die kompakte Bauweise eines erfindungsgemäßen Ozonerzeugers gekennzeichnet durch eine sandwichartige, abwechselnde Schichtung jeweils eines "Plattenpaketes" nach Anspruch 4 und einer flächig an der jeweiligen Isolatorplatte anliegenden Hohlkammer-Kühlkassette nach Anspruch 5, wobei das hierdurch gebildete "Sandwich-Paket" mittels vorzugsweise randseitig angeordneter und durch das gesamte Sandwich-Paket hindurchgezogener Zuganker zusammengehalten ist.in the The result is the compact design of an ozone generator according to the invention characterized by a sandwich-like, alternating layering each of a "plate pack" according to claim 4 and one area on the respective insulator plate adjacent hollow chamber cooling cassette according to claim 5, wherein the thus formed "sandwich package" means preferably arranged at the edge and through the entire sandwich package pulled through tie rods is held together.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ozonerzeugers anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:following is an embodiment of a Ozone generator according to the invention described with reference to the drawings. Show it:

1 in einer vereinfachten Prinzipdarstellung die Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ozonerzeugers, 1 in a simplified schematic representation of the side view of an ozone generator according to the invention,

2 ebenfalls in einer vereinfachten Prinzipdarstellung einen Querschnitt durch II-II der 1. 2 also in a simplified schematic representation of a cross section through II-II of 1 ,

1 zeigt einen Platten-Ozonerzeuger mit einer Vorkammer 3, in die Sauerstoff oder ein Sauerstoff enthaltenes Gas zuge führt wird, das unter einem bestimmten Vordruck steht, so daß das Gas durch die einzelnen Entladungsräume (die nachfolgend anhand 2 beschrieben sind) in die Sammelkammer 4 gedrückt wird. Das in die Sammelkammer einströmende ozonhaltige Gas wird schnellstmöglichst seiner Verwendung bzw. dem Verbrauch zugeführt. 1 shows a plate ozone generator with an antechamber 3 into which oxygen or an oxygen-containing gas is supplied, which is under a certain pre-pressure, so that the gas through the individual discharge spaces (hereinafter referred to as 2 are described) in the collection chamber 4 is pressed. The ozone-containing gas flowing into the collection chamber is supplied as soon as possible to its use or consumption.

Die gasdurchströmten Entladungsräume zwischen der Vorkammer und der Sammelkammer sind 2 zu entnehmen. Die Entladungsräume befinden sich jeweils in einem elektrischen Feld mit einer hohen elektrischen Feldstärke, das jeweils zwischen einer plattenförmigen Hochspannungselektrode 5 und einer als Bestandteil einer Hohlkammer-Kühlkassette gefertigten Masse-Elektrodenplatte 6 erzeugt wird. Zu diesem Zweck ist an die Hochspannungselektrodenplatte 5 mittels einer geeigneten Zuleitung 7 (siehe 1) eine Hochspannung von z. B. 7 bis 10 kV angelegt. Zwischen den Elektrodenplatten 5 und 6 befindet sich jeweils eine Isolatorplatte 8 (= Dielektrikum mit hoher elektrischer Durchschlagfestigkeit).The gas flowed discharge spaces between the pre-chamber and the collection chamber are 2 refer to. The discharge spaces are each in an electric field with a high electric field strength, each between a plate-shaped high voltage electrode 5 and a mass electrode plate manufactured as part of a hollow-chamber cooling cassette 6 is produced. For this purpose is to the high voltage electrode plate 5 by means of a suitable supply line 7 (please refer 1 ) a high voltage of z. B. 7 to 10 kV applied. Between the electrode plates 5 and 6 each is an insulator plate 8th (= Dielectric with high dielectric strength).

Die Hohlkammer-Kühlkassette, deren außen liegende Wandflächen als Masse-Elektrodenplatten dienen, ist als in sich biegesteife Hohlkammer-Kassette ausgebildet mit einer Hohlkammer 9, die von einer Kühlmittelflüssigkeit oder von einem Kühlmittelgas durchströmt ist. Der Zwischensteg 10 bewirkt eine Aufteilung der Hohlkammer in zwei Strömungszonen für das jeweilige Kühlmittel und stabilisiert zugleich die außen liegenden Wandflächen der Hohlkammer-Kassette. Dementsprechend sind die außen liegenden Wandflächen bzw. Masse-Elektrodenplatten 6 jeweils in sich biegesteif und somit geeignet, auf die planparallel an den Wandflächen der Hohlkammer-Kühlkassette anliegenden Isolatorplatten 8 einen Flächendruck auszuüben. Die Hohlkammer-Kühlkassetten besitzen randseitig jeweils stabile Vierkantprofile 11, mit denen die als Masse-Elektrodenplatten 6 dienenden Außenwände der Kassette in geeigneter Weise kühlmitteldicht und formstabil verbunden sind.The hollow-chamber cooling cassette whose outer wall surfaces serve as mass electrode plates, is formed as a rigid hollow chamber cassette with a hollow chamber 9 , which is flowed through by a coolant liquid or a coolant gas. The gutter 10 causes a division of the hollow chamber into two flow zones for the respective coolant and at the same time stabilizes the outer wall surfaces of the hollow chamber cassette. Accordingly, the outer wall surfaces or ground electrode plates 6 each in itself rigid and thus suitable, on the plane-parallel to the wall surfaces of the hollow-chamber cooling cartridge adjacent insulator plates 8th to exert a surface pressure. The hollow chamber cooling cassettes each have stable square profiles on the edges 11 with which as mass electrode plates 6 serving outer walls of the cassette are suitably connected coolant-tight and dimensionally stable.

Die plattenförmigen Hochspannungselektrodenplatten 5 sind jeweils an ihren beiden Plattenseiten mit im wesentlichen linear verlaufenden Rillen 12 versehen, die sich jeweils zwischen der Hochspannungselektrodenplatte 5 und der Isolatorplatte 8 zur Bildung von Gasentladungsräumen erstrecken. Auf den Rillenstegwänden, die im Querschnitt stegförmig zwischen den Linearrillen hochstehen, sind die jeweiligen Isolatorplatten 8 trocken aufgelegt. Somit ist jede in die Hochspannungselektrodenplatte eingearbeitete Linearrille ein in dem elektrischen Feld zwischen den Elektrodenplatten positionierter Entladungsraum, der einen im μm-Bereich liegenden geringen und konstanten Spaltabstand aufweist, und jede Längsrille ist zugleich ein Transportkanal für die Überführung des Gases von der Vorkammer 3 in die Sammelkammer 4.The plate-shaped high voltage electrode plates 5 are each on their two sides with substantially linear grooves 12 each provided between the high voltage electrode plate 5 and the insulator plate 8th extend to the formation of gas discharge spaces. On the groove web walls, which rise in cross-section web-shaped between the linear grooves, are the respective insulator plates 8th dry on. Thus, each linear groove incorporated in the high voltage electrode plate is a discharge space positioned in the electric field between the electrode plates, having a small and constant gap distance in the μm range, and each longitudinal groove is also a transport channel for transferring the gas from the prechamber 3 in the collection chamber 4 ,

Alle beidseitig der Hochspannungselektrodenplatte vorhandenen Linearrillen sind in ihrer Gesamtheit nach außen gegen einen unerwünschten Gasaustritt abgedichtet, und zwar durch elastisch komprimierbare Blockprofilstreifen 13, die zwischen den randseitigen Überständen der Isolatorplatten 8 angeordnet sind und deren Profildicke geringfügig größer gewählt ist als der im zusammengebauten Zustand des Ozonerzeugers vorgegebene lichte Abstand der auf den Rillenstegwänden einer Hochspannungselektrodenplatte aufliegenden Isolatorplatten.All on both sides of the high voltage electrode plate existing linear grooves are sealed in their entirety to the outside against unwanted gas leakage, by elastically compressible block profile strip 13 between the edge projections of the insulator plates 8th are arranged and whose profile thickness is selected to be slightly larger than the predetermined in the assembled state of the ozone generator clear distance of resting on the groove web walls of a high voltage electrode plate insulator plates.

Der Zusammenbau des dargestellten Platten-Ozonerzeugers erfolgt in einfachster Weise durch sandwichartige und abwechselnde Schichtung jeweils eines Plattenpaketes (gebildet aus einer Hochspannungselektrodenplatte 5 mit den an beiden Plattenseiten anliegenden Isolatorplatten 8) und einer Hohlkammer-Kühlkassette 9, 10, 12 mit ihren in sich biegesteifen und als Masse-Elektrodenplatten 6 dienenden äußeren Wandflächen.The assembly of the illustrated plate ozone generator is carried out in a very simple manner by sandwiching and alternately layering each of a plate pack (formed from a high voltage electrode plate 5 with the voltage applied to both sides of the insulating plates 8th ) and a hollow chamber cooling cassette 9 . 10 . 12 with their inherently rigid and as mass electrode plates 6 serving outer wall surfaces.

Zusammengehalten wird das so gebildete Sandwich-Paket mittels vorzugsweise randseitig angeordneter und durch das gesamte Sandwich-Paket hindurchgezogener Zuganker 14, die erforderlichenfalls in Zugankerhülsen 15 geführt sein können.The so-formed sandwich package is held together by means of preferably arranged at the edge side and pulled through the entire sandwich package tie rods 14 , if necessary in tie rod sleeves 15 be guided.

Claims (6)

Ozonerzeuger mit plattenförmigen Elektroden zur Erzeugung von Ozon aus Sauerstoff oder aus einem Sauerstoff enthaltenden Gas durch Gasentladung in mindestens einem von dem Gas durchströmten Entladungsraum, – der gasdurchströmte Entladungsraum ist in einem elektrischen Feld mit hoher Feldstärke positioniert, das zwischen einer plattenförmigen Hochspannungselektrode und einer plattenförmigen Gegenelektrode erzeugt wird, die mit Masse oder mit Erde oder mit einem niedrigeren elektrischen Potential verbundenen ist (nachfolgend Masse-Elektrode genannt), – wobei zwischen der Hochspannungselektrodenplatte und der Masse-Elektrodenplatte eine bevorzugt zur Hochspannungselektrodenplatte parallel und auf Abstand gehaltene Isolatorplatte (= Dielektrikum) angeordnet ist derart, daß der mindestens eine gasdurchströmte Entladungsraum durch die Abstandsanordnung der Isolatorplatte von der den Entladungsraum begrenzenden Plattenseite der Elektrodenplatte gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, – daß die den Entladungsraum begrenzende Plattenseite der Elektrodenplatte (5) im wesentlichen linear verlaufende Rillen (12) aufweist, die sich durchgehend über den gesamten Entladungsraum in Richtung der Gasdurchströmung durch den Entladungsraum erstrecken (nachfolgend Linearrillen genannt) – und daß die Isolatorplatte (8) auf die zwischen den Linearrillen stegförmig hochstehenden Rillenstegwände aufgelegt ist.Ozone generator with plate-shaped electrodes for generating ozone from oxygen or from an oxygen-containing gas by gas discharge in at least one of the gas-flowed discharge space, the gas-flow discharge space is positioned in an electric field with high field strength, between a plate-shaped high voltage electrode and a plate-shaped counter electrode which is connected to ground or to ground or with a lower electrical potential (hereinafter referred to as ground electrode), wherein arranged between the high voltage electrode plate and the ground electrode plate a preferably parallel to the high voltage electrode plate and spaced insulator plate (= dielectric) is such that the at least one gas-flow discharge space is formed by the spacing arrangement of the insulator plate of the discharge space delimiting plate side of the electrode plate, characterized In that the plate side of the electrode plate bounding the discharge space ( 5 ) substantially linearly extending grooves ( 12 ), the extend over the entire discharge space in the direction of gas flow through the discharge space (hereinafter called linear grooves) - and that the insulator plate ( 8th ) is placed on the ridge web-shaped raised between the linear grooves groove web walls. Ozonerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – daß die zwischen den Linearrillen (12) hochstehenden Rillenstegwände eine Auflagefläche für die Isolatorplatte (8) besitzen, deren quer zum Verlauf der Rillenstegwände gemessene Auflagenbreite gleich oder kleiner ist als 1000 μm ( Mikrometer), – daß die gasführenden und mittels der Isolatorplatte (8) gedeckelten Linearrillen (12) eine Rillentiefe von 200 bis 700 μm ( Mikrometer) haben – und daß die Linearrillen (12) in ihrem gesamten Verlauf eine mittlere Breite von 500 bis 2000 μm ( Mikrometer) aufweisen, vorzugsweise etwa 1.000 μm, – wobei die durch die Breite und Tiefe vorgegebene Querschnittsform der Linearrillen derart zu wählen ist, daß die Sauerstoffatome, die durch eine Koronaentladung an den oberen Kanten der gegen die Isolatorplatte hochstehenden Rillenstegwände freigesetzt werden, direkt von dem kraftvollen, im Hauptquerschnitt der Linearrillen mit hoher Strömungsgeschwindigkeit geführten Gasstrom erfaßt und abtransportiert werden.Ozone generator according to claim 1, characterized in that - between the linear grooves ( 12 ) upstanding groove web walls a support surface for the insulator plate ( 8th ), whose cross-section measured transversely to the course of the groove web walls is equal to or smaller than 1000 μm (micrometers), - that the gas-conducting and by means of the insulator plate ( 8th ) capped linear grooves ( 12 ) have a groove depth of 200 to 700 microns (microns) - and that the linear grooves ( 12 ) have in their entire course a mean width of 500 to 2000 microns (microns), preferably about 1,000 microns, - wherein the predetermined by the width and depth cross-sectional shape of the linear grooves is to be selected such that the oxygen atoms by a corona discharge to the upper edges of the raised against the insulator plate groove web walls are released, directly detected by the powerful, guided in the main cross section of the linear grooves at high flow velocity gas stream and transported away. Ozonerzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, – daß die Isolatorplatte (8) auf die Rillenstegwände der Elektrodenplatte (5) trocken aufgelegt ist.Ozone generator according to claim 1 or 2, characterized in that - the insulator plate ( 8th ) on the groove web walls of the electrode plate ( 5 ) is dry. Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, – daß die plattenförmige Hochspannungselektrode (5) auf ihren beiden Plattenseiten jeweils mit gasführenden Linearrillen (12) versehen ist, auf deren Rillenstegwände auf jeder Plattenseite jeweils eine Isolatorplatte (8) aufgelegt ist, – daß die flächenmäßige Erstreckung der Isolatorplatten größer ist als die der Hochspannungselektrodenplatte derart, daß die Isolatorplatten einen randseitigen Überstand über die Hochspannungselektrodenplatte zumindest an den Rändern des parallelen Verlaufs zu den gasführenden Linearrillen haben, – und daß zwischen den randseitigen Überständen der Isolatorplatten komprimierbare Dichtungsprofilstreifen (13), vorzugsweise elastisch komprimierbare Blockprofilstreifen zwischengelegt sind, deren Profildicke etwas größer ist als der Abstand der auf den Rillenstegwänden aufliegenden Isolatorplatten (8), so daß beim Auf bringen eines Flächendrucks auf die Isolatorplatten in Richtung der zwischengelegten Dichtungsprofilstreifen eine randseitige, gasdichte Abdichtung der auf beiden Plattenseiten der Hochspannungselektrode (5) gebildeten Entladungsräume gegeben ist.Ozone generator according to one of claims 1 to 3, characterized in that - the plate-shaped high-voltage electrode ( 5 ) on both sides of its plate each with gas-carrying linear grooves ( 12 ) is provided, on the groove web walls on each side of the plate in each case an insulator plate ( 8th ), - that the areal extent of the insulator plates is greater than that of the high voltage electrode plate such that the insulator plates have a marginal projection on the high voltage electrode plate at least at the edges of the parallel course to the gas guiding linear grooves, - and that between the edge projections of the insulator plates Compressible sealing profile strips ( 13 ), preferably elastically compressible block profile strips are interposed, whose profile thickness is slightly larger than the distance of resting on the groove web walls insulator plates ( 8th ), so that when bringing a surface pressure on the insulator plates in the direction of interposed sealing profile strip edge-side, gas-tight sealing of both sides of the high-voltage electrode ( 5 ) formed discharge spaces is given. Ozonerzeuger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, – daß das Aufbringen eines Flächendrucks auf die Isolatorplatten (8) jeweils mittels einer plattenförmigen Masse-Elektrode (6) erfolgt, die flächig an der jeweiligen Isolatorplatte anliegt – und die Bestandteil einer in sich biegesteifen Hohlkammer-Kühlkassette (9, 10, 11) ist, deren Hohlkammern von einem Kühlmittel durchströmt sind.Ozone generator according to Claim 4, characterized in that the application of a surface pressure to the insulator plates ( 8th ) each by means of a plate-shaped ground electrode ( 6 ), which rests flat against the respective insulator plate - and which is part of an inherently rigid hollow chamber cooling cassette ( 9 . 10 . 11 ), whose hollow chambers are flowed through by a coolant. Ozonerzeuger nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, – daß der Ozonerzeuger durch sandwichartige, abwechselnde Schichtung jeweils eines Plattenpaketes nach Anspruch 4 und einer Hohlkammer-Kühlkassette nach Anspruch 5 gebildet ist – und daß das so gebildete Sandwich-Paket mittels vorzugsweise randseitig angeordneter und durch das gesamte Sandwich-Paket hindurchgezogener Zuganker (14) zusammengehalten ist.Ozone generator according to claim 4 or 5, characterized in that - the ozone generator is formed by sandwich-like, alternating layering each of a plate pack according to claim 4 and a hollow-chamber cooling cassette according to claim 5 - and that the sandwich packet thus formed by means preferably arranged at the edge and by the entire sandwich package pulled through tie rods ( 14 ) is held together.
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