DE102007010439A1

DE102007010439A1 - Ozonerzeuger

Info

Publication number: DE102007010439A1
Application number: DE200710010439
Authority: DE
Inventors: Carsten Supply; Reinhard Patzer; Uwe Koziol; Jessica Gerhart; Nadine Kaczmarek; Kim Heckemüller; Hanns Dr. Rump
Original assignee: E T R ELEKTRONIK TECHNOLOGIE R; ETR Elektronik Technologie Rump GmbH
Current assignee: ETR-PRODUKTION UND SERVICE GMBH, 44319 DORTMUN, DE
Priority date: 2007-03-01
Filing date: 2007-03-01
Publication date: 2008-09-04

Abstract

Es sind flache Ozonerzeuger bekannt, welche nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung arbeiten. Die erzeugte Ozonmenge ist bei bestimmten Temperaturen maximal und bei kleinen und bei hohen Temperaturen geringer. Die Erfindung schlägt vor, einen flachen Ozonerzeuger auf eine optimale Betriebstemperatur zu heizen.

Description

Technisches Gebiet:
Die Erfindung betrifft einen Ozonerzeuger.
Stand der Technik:
Es sind zum Beispiel aus der DE 199 31 366 Ozonerzeuger bekannt, welche in flacher Bauweise und vorzugsweise auf einem Keramiksubstrat aufgebaut sind. Bei Anlegen einer hohen Wechselspannung wird von solchen Ozonerzeugern der zweiatomige molekulare Luftsauerstoff (O₂) zerlegt zum einatomigem Sauerstoff (O₁), der sich dann zum dreiatomigen Sauerstoff (O₃) rekombiniert. Derartige Ozonerzeuger werden auch Entladungsmodule genannt.
Das zu lösende technische Problem:
Im Betrieb solcher Entladungsmodule wurde beobachtet, dass die Luftfeuchte und die Lufttemperatur auf die Erzeugungsrate von Ozon Einfluss nimmt.
Es wurde eine Funktion erkannt, wie sie in der 4 der beigefügten Zeichnung dargestellt ist, wobei die angebotene Hochspannung stets konstant ist.
Bei sehr kleinen Temperaturen, siehe 4, Kurvenabschnitt 7, ist die erzeugte Ozonmenge geringer als bei einer optimalen Temperatur, Kurvenabschnitt 8, welche experimentell als zwischen 30–50°C liegend ermittelt wurde. Wird die Temperatur weiter auf z. B. 100°C erhöht, zerlegt sich das erzeugte Ozon spontan und die erzeugte Ozonmenge geht gegen Null, Kurvenabschnitt 9.
Wenn die Temperatur des Entladungsmoduls ungefähr der Temperatur der Umgebungsluft entspricht, adsorbiert bei kleinen Temperaturen mehr Feuchte auf der Oberfläche des Entladungsmoduls als bei höheren Temperaturen. Aus zusätzlich diesem Grunde nimmt die erzeugte Ozonmenge bei Temperaturen < 20°C weiter ab.
Der prinzipielle Aufbau eines solchen Entladungsmoduls ist in den 1 und 2 dargestellt. Ein Träger aus bevorzugt Keramik 1 trägt eine elektrisch leitende Struktur 2, welcher auf der Rückseite des Trägers 1 eine flächige Gegenelektrode 4 gegenübersteht.
Das Schnittbild nach 2 zeigt den weiteren Aufbau. Dabei ist auf dem Träger 1 als Struktur eine elektrisch leitende, schmale Bandelektrode 2 aufgebracht. Diese Bandelektrode kann (nicht gezeichnet) leiterförmige Unterstrukturen haben. Die Bandelektrode 2 ist durch mindestens eine Glasschicht 3 abgedeckt. Auf der Rückseite befindet sich die flächige, elektrisch leitende Gegenelektrode 4.
Diese Baugruppe wird gemäß der 3 an eine Hochspannungsquelle angeschlossen. Dabei erzeugt eine elektronische Schaltung 5 eine Wechselspannung, vorzugsweise hoher Frequenz (20–200 KHz), welche in einem Transformator 6 auf eine Antriebsspannung von ca. 4000–6000 V gebracht wird, welche auf das Entladungsmodul 1 gegeben wird.
Dieses Funktionsprinzip ist als dielektrisch behinderte Entladung bekannt und in einer vorteilhaften Ausführung in der DE 199 31 366 im Detail beschrieben.
Technische Aufgabe:
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ozonerzeuger weiter zu entwickeln, welcher ein Temperatur optimiertes Verhalten aufweist.
Erfindungsgemäße Lösung des Problems:
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch einen Ozonerzeuger, bestehend aus einem flachen Träger, der auf der Oberfläche wenigstens einen schmalen, elektrischen Leiter trägt, welcher durch mindestens eine legierte Glasschicht abgedeckt ist, welche die Elektronenaustrittsarbeit erleichtert, wobei auf der Rückseite eine flächige Gegenelektrode aufgetragen ist und der Ozonerzeuger nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung arbeitet, wobei der Ozonerzeuger an eine Wechselspannungs-Hochspannungsquelle angeschlossen ist und während der Entladungen in geeigneter Weise beheizbar ist.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers besteht darin, dass derselbe ein Temperatur optimiertes Verhalten besitzt, nämlich in demjenigen Temperaturbereich arbeitet, in welchem die erzeugte Ozonmenge ein Maximum aufweist.
In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird das Entladungsmodul während der Entladung auf eine Temperatur geheizt, welche bevorzugt auf einen Wert zwischen 30–40°C geregelt ist.
Dies kann erfolgen, indem die rückseitige Gegenelektrode des Entladungsmoduls so strukturiert ist, dass ein elektrisches Heizelement entsteht. Der metallische Leiter dieses Heizers weist einen Temperaturkoeffizienten auf, der zur Temperaturregelung herangezogen werden kann.
In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung kann zusätzlich zur Gegenelektrode ein Heizelement vorhanden sein, welches zum Beispiel aus einem auf das Entladungsmodul aufgekitteten oder aufgeklebten elektrischen Widerstand besteht. Es wird somit Wärme bei Stromfluss erzeugt.
In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung kann ein elektrischer Widerstand, zum Beispiel in Form eines leitfähigen Widerstandsmaterials auf die rückseitige Fläche des Entladungsmoduls aufgebracht sein. Es wird somit wiederum Wärme bei Stromfluss erzeugt. Dabei kann der elektrische Widerstand, separat getrennt von der Gegenelektrode, auf die Rückseite des Trägers aufgebracht sein.
Erfindungsgemäß wird die erzeugte Temperatur auf eine maximale Temperatur begrenzt, um dem Zerfall des erzeugten Ozon vorzubeugen.
Erfindungsgemäß wird die erzeugte Temperatur auf einen optimalen Wert angehoben, um den Taupunkt sicher zu überschreiten und um die Adsorption von Wasser zu minimieren und um die Elektronenaustrittsarbeit auf der Oberfläche des Entladungsmoduls zu erleichtern.
Vorteilhaft werden beheizte Ozonerzeuger dort eingesetzt, wo die Umgebungstemperaturen typisch klein sind oder klein sein können und in denen Ozon eingebracht wird, um zum Beispiel Bakterien oder andere Keime zu vermindern.
Das ist zum Beispiel der Fall in

– Kühlschränken, Kühlkammern oder Kühltheken
– Klimaanlagen für Gebäude
– Klimaanlagen für Fahrzeuge
– Herstellungsprozesse für Lebensmittel oder Medikamente.

Die erzeugte Ozonmenge von flachen Ozonerzeugern, welche nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung arbeiten, ist bei bestimmten Temperaturen maximal und bei kleinen und bei hohen Temperaturen geringer. Die Erfindung schlägt vor, einen flachen Ozonerzeuger auf eine optimale Betriebstemperatur zu heizen. Dabei sind zahlreiche Ausführungen der Erfindung möglich. Allen Ausführungen ist gemeinsam, dass ein flacher Ozonerzeuger, in der Form eines flachen Entladungsmoduls, auf eine vorgegebene Temperatur beheizt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 19931366 [0002, 0010]

Claims

Ozonerzeuger mit einem Temperatur optimierten Verhalten, bestehend aus einem flachen Träger, der auf der Oberfläche wenigstens einen schmalen, elektrischen Leiter trägt, welcher durch mindestens eine legierte Glasschicht abgedeckt ist, welche die Elektronenaustrittsarbeit erleichtert, wobei auf der Rückseite eine flächige Gegenelektrode aufgetragen ist und der Ozonerzeuger nach dem Prinzip der dielektrisch behinderten Entladung arbeitet, wobei der Ozonerzeuger an eine Wechselspannungs-Hochspannungsquelle angeschlossen ist und während der Entladungen in geeigneter Weise beheizbar ist.
Ozonerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung durch Strukturierung der auf der Rückseite des Trägers angeordneten flächigen Gegenelektrode ausgebildet ist.
Ozonerzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung durch einen elektrischen Widerstand ausgebildet ist, welcher thermisch mit dem Ozonerzeuger gekoppelt ist.
Ozonerzeuger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrischen Widerstand, separat getrennt von der Gegenelektrode, auf die Rückseite des Trägers aufgebracht ist.
Ozonerzeuger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des beheizten Ozonerzeugers auf einen vorbestimmten Wert eingeregelt ist.
Ozonerzeuger nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus Keramik besteht.