DE102629C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 12: Chemische Verfahren und Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom la. August 1897 ab.

Die Herstellung von Ozon durch funkenlose elektrische Entladung erfordert zwei Arten von Apparaten:

1. die eigentlichen Ozonerzeuger, in welchen das Gas der Einwirkung der elektrischen Entladung ausgesetzt wird,

2. die verschiedenen elektrischen Apparate, deren Anordnung in: Folgenden mit dem Ausdruck »System« bezeichnet ist.

Durch die weiter unten beschriebene Einrichtung des Apparates wird es ermöglicht, das Gas im Ozonerzeuger ganz gleichmäfsig dem Einflufs der Entladung zu unterwerfen und dabei die Erwärmung der Elektroden durch Kühlung derselben mittelst eines ununterbrochenen Wasserstromes zu beseitigen, ohne die gegenseitige Isolation der Elektroden zu beeinträchtigen.

Endlich ist die Anordnung der elektrischen Apparate nach vorliegender Erfindung vollständig neu, durch welche dafür gesorgt wird, dafs die Thätigkeit des Ozonerzeugers sich bei einer genau gleichmäfsigen Potentialdifterenz vollzieht, wodurch das Durchschlagen der dielektrischen Platten vermieden wird. Aufserdem erzeugt der Deflagrator bei jedem Funken besonders wirkame Entladungen, durch welche eine hohe Ausbeute erzielt wird.

Diese neue Anordnung bildet insbesondere den wesentlichen Gegenstand vorliegender Erfindung.

Fig. ι zeigt eine Seitenansicht und Längsschnitt des Ozonerzeugers,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie x-x der . Fig- ι,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des angewendeten elektrischen Systems,

Fig. 4 im Gegensatz zum letzteren das bisher gewöhnlich angewendete System.

Fig. 5 und 6 stellen Ausführungsformen des Systems nach vorliegender Erfindung dar.

Der Ozonerzeuger besteht aus in parallelen Ebenen zu einander angeordneten Elementen, welche in folgender Ordnung auf einander folgen:

Elektrode E, Zwischenraum, dielektrische Platte D₁, Zwischenraum, Elektrode E₂, Zwischenraum, dielektrische Platte D₀, Zwischenraum, Elektrode E₃ u. s. w. Die Elektroden mit geradem Index (E₃ E_A . . .) sind mit einander leitend verbunden und ebenso die Elektroden mit ungeraden Indices (E₁ E₃ . . .); beide Gruppen sind dagegen von einander elektrisch isolirt. Das Gas wird den Entladungen in den Zwischenräumen zwischen den Elektroden und den dielektrischen Platten unterworfen.

Die Elektroden werden genau parallel zu den dielektrischen Platten angeordnet, beispielsweise mittelst der Schrauben /2, welche durch Ansätze H hindurchgehen und sich gegen die dielektrischen Platten D legen.

Die Elektroden sind innerhalb des gemeinsamen Gestelles A untergebracht und werden von isolirenden Querträgern I und C getragen, die auf Consolen B ruhen. Die Abkühlung der Elektroden wird durch einen Wasserstrom bewirkt, welcher die hohlen Elektroden durch fliefst.

Das für die Anordnung des Ozonerzeugers nach vorliegender Erfindung angewendete

System ist in Fig. 3 dargestellt. Die elektrische Energie wird durch einen hierzu bestimmten Apparat, eine Dynamo oder dergl. mit hoher Spannung erzeugt. Ein Stromwender K in Verbindung mit einem Transformator L sorgt für die nöthige weitere Erhöhung der Potentialdifferenz. Der Ozonerzeuger ist bei M schematisch dargestellt; seine beiden Elektrodenreihen stehen in unmittelbarer Verbindung mit den Polen des Transformators. Ebenso steht aufserdem ein Deflagrator in unmittelbarer Verbindung mit diesen beiden Polen.

Die an dem Deflagrator auftretende Entladung kann verschiedene Eigenschaften haben. Es kann eine Flamme erscheinen oder eine grofse Zahl von benachbarten leuchtenden Strahlen oder ein rechtwinklig übertretender weifser leuchtender Funkenstrahl. Letztere Form der Entladung ist es, die Hertz als »wirksame« Entladung bezeichnet, und diese ist auch die günstige für die funkenlose Entladung im Ozonerzeuger. Dieselbe wird daher vornehmlich angewendet. Diese Art der Entladung kann durch bekannte Mittel erreicht werden, indem man z. B. einen Luftstrom zwischen die Elektroden des Deflagrators bläst. Man kann die Funkenbildung dadurch erleichtern, dafs man diese Elektroden in Umdrehung versetzt.

Die Erzeugung der »wirksamen Funken« tritt bei einer genau bestimmten Potentialdifferenz ein und verursacht einen äufserst schnellen Spannungsabfall. Diese beiden Ursachen gestatten es, die Thätigkeit der Einrichtung genau zu regeln und so eine hohe Ausbeute an Ozon zu erzielen.

An der beschriebenen Anordnung nach Fig. 3 kann man natürlich in manchen Punkten Abänderungen treffen, ohne von den Grundzügen derselben abzuweichen.

Beispielsweise kann man zwischen dem Deflagrator und dem Haupt-Ozonerzeuger M noch einen zweiten Ozonerzeuger (Secundärgenerator) M₁ von bedeutend schwächerer Wirkung im Nebenschlufs mit dem Entladungsstromkreis anordnen. Diese Abänderung hat den Zweck, den gröfsten Theil der sonst im Deflegrator verloren gehenden Energie zur Erzeugung einer neuen Menge Ozon zu benutzen. In dem Augenblick, wo der Haupt-Ozonerzeuger im Deflagrator entladen wird, wird nämlich ein Theil (aber auch nur ein Theil) der vom Hauptgenerator M aufgenommenen Energiemenge disponibel und wird durch die Funkenbildung vernichtet. Fügt man aber den Secundärgenerator M₁ im Nebenschlufs mit dem Entladungsstromkreis hinzu, wie in Fig. 5 angedeutet, so wird der gröfsere Theil des Stromes nach M₁ abgeleitet, und in diesem Secundärgenerator Ai₁ werden dadurch in dem Moment, wo die Entladung von M erfolgt, funkenlose Entladungen erzeugt. Das Ozon, welches man mit Hülfe dieser Entladungen gewinnen kann, stellt sich als reiner Gewinn dar, denn es wird auf Kosten der Energie erzeugt, welche sonst durch die Funkenbildung verloren geht.

Es kann vorkommen, dafs zur richtigen Bethätigung des Hülfsgenerators eine höhere Potentialdifferenz erforderlich ist als diejenige, welche bei der Anordnung nach Fig. 5 erzielt wird. In diesem Falle kann man die in Fig. 6 schematisch dargestellte Anordnung treffen, bei welcher die Potentialdifferenz mittelst eines kleinen Transformators L₁ auf die erforderliche Höhe gebracht wird.

Das beschriebene System der Anordnung unterscheidet sich von der bisher allgemein üblichen in wesentlichen Punkten. Dieses bekannte System ist in Fig. 4 der Zeichnung schematisch dargestellt. Bei dieser Einrichtung ist ein Deflagrator N nicht vorgesehen, und dieses Unterscheidungsmerkmal ist von wesentlicher Bedeutung. Ordnet man keinen Deflagrator an, so ist die Ausbeute erheblich geringer, und aufserdem bleibt die Potentialdifferenz nicht mehr unveränderlich; es ist vielmehr die Gefahr vorhanden, dafs die Spannung gelegentlich so hoch steigt, dafs die dielektrischen Platten D durchschlagen werden.

Auch von den von Tesla angegebenen. Anordnungen zur Erzeugung von Strömen hoher Frequenz (s. Tesla's Untersuchungen über Mehrphasenströme 1895, Fig. 154 und 165) unterscheidet sich vorliegende Anordnung wesentlich. Um Ströme von hoher Frequenz zu erhalten, ist es nöthig, einen Condensator zu laden und denselben darauf in einen ein Solenoid enthaltenden Stromkeis zu entladen. Es tritt dann in diesem Stromkreise ein sehr heftiger elektrischer Stofs auf, welchen man benutzt, indem man die beiden Enden des Solenoids mit dem Apparat in Verbindung bringt, durch welchen man den Strom von hoher Frequenz hindurchschicken will. Tesla wendet das Solenoid auch noch in einer anderen Weise an: dieses Solenoid dient hierbei als primäre Wickelung eines Transformators, dessen secundärer Stromkreis Ströme von aufserordentlich hoher Spannung führt.

Es besteht zwischen den Anordnungen nach Tesla und der vorliegenden Einrichtung ein sehr erheblicher Unterschied; bei der letzteren ist nämlich der Condensator Tesla's durch einen Ozonerzeuger ersetzt.

Um klar zu stellen, dafs dieser Unterschied in der That wesentlich ist, wird zunächst darauf hingewiesen, dafs man als Condensator solche elektrische Apparate bezeichnet, in welchen man Energie dadurch aufspeichern kann, dafs man eine zwischen zwei metallische Be-

legungen befindliche dielektrische Platte polarisirt (oder anders ausgedrückt, indem man diese Belegungen ladet). Wenn man den Condensator entladet, so giebt derselbe die aufgenommene Energie wieder her, seine Thätigkeit ist also umkehrbar.

Im Gegensatz hierzu stellt sich ein Ozonerzeuger als ein Apparat dar, welcher derart eingerichtet ist, dafs er fortlaufend sogenannte funkenlose Entladungen veranlafst, d. h. aufserordentlich viel kleine, über den ganzen Apparat verbreitete Fünkchen. Diese Entladungen bewirken die Umwandlung des Sauerstoffs in Ozon, aber sie sind nothwendigerweise mit einer Umwandlung von elektrischer Energie in Wärme verbunden. Wenn man den Ozonerzeuger entladet, so giebt er dementsprechend auch nur einen kleinen Theil der aufgenommenen Energie wieder her; seine Wirkung ist also im Wesentlichen nicht umkehrbar.

Bei der Herstellung eines Ozonerzeugers mufs man gerade darauf bedacht sein, durch die funkenlosen Entladungen einen möglichst grofsen Theil der elektrischen' Energie in Wärme umzusetzen. Bei Condensatoren dagegen mufs man die Bildung von Ozon durch funkenlose Entladungen und ebenso die Umwandlung von elektrischer Energie in Arbeit vermeiden. Ein guter Ozonerzeuger ist nothwendigerweise ein sehr schlechter Condensator und umgekehrt. Keiner dieser beiden Apparate kann deshalb durch den anderen ersetzt werden, denn die Wirkung beider ist ganz verschieden.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   Ein Apparat zur Erzeugung von Ozon mittelst funkenloser Entladungen, dadurch gekennzeichnet, dafs die Elektroden des eigentlichen Ozonerzeugers mit den Polen eines Deflägrators verbunden sind, zwischen welchen Entladungsfunken überspringen.
   Eine Ausführungsform des Apparates nach Anspruch i, bei welchem ein secundärer Ozonerzeuger parallel zum Entladungsstromkreis des Haupt-Ozonerzeugers eingeschaltet ist, zum Zwecke, die Energie der Entladungsfunken theilweise zur Erzeugung von Ozon auszunutzen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.