DE1767542A1

DE1767542A1 - Rohrfoermiger Ozonisator

Info

Publication number: DE1767542A1
Application number: DE19681767542
Authority: DE
Inventors: Jean Guillerd; Fernand Travers
Original assignee: Compagnie des Eaux et de lOzone France SA
Current assignee: Compagnie des Eaux et de lOzone France SA
Priority date: 1967-05-22
Filing date: 1968-05-20
Publication date: 1972-04-13
Also published as: US3551321A; FR1531528A; NL6807245A; CH478060A; GB1157720A; DE1767542B2

Description

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8 Mandwn 61, Co.imc*trafr· 81 . Tdafon: (0611) 48382)0 · Τ·Ι«. 05-24351

COMPAGNIE DES EAUX ET DE L¹OZONE S.A. L 831.5

20.5.68 4, rue du General Foy -v_g

P a r i s 8e

ROHRFÖRMIGER OZONISATOR

Die Erfindung bezieht sich auf Ozonisatoren mit rohrförmigen Elektroden.

Bei den bekannten Ozonisatoren dieser Art besteht jedes Entladungselement aus zwei koaxial ineinander angeordneten, hohlzylindrischen Elektroden, von denen die eine die Masse bildet,und die andere an Hochspannung angeschlossen ist ; zwischen ihnen befindet sich mindestens ein Hohlzylinder aus dielektrischem Material. Dielektrikum und Elektroden werden ganz oder teilweise durch zirkulierendes Wasser gekühlt.

■ So werden unterschieden :

a)Ozonisatoren, die aus einem ersten sehr hoch mit Wasser gefüllten gläsernen Rohr und einem zweiten Glasrohr

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Bote

bestehen, das ersteres umfaßt und von Wasser umgeben 1st, das als Masseelektrode dient.

Die Entladung findet zwischen den beiden die Dielektrika bildenden Rohren statt.

Das Wasser erfüllt zwei Aufgaben, einerseits die eines

fe elektrischen Leiters und andererseits kühlt es die Dielektrika.

b)Ozonisatoren mit einer äußeren Metallelektrode, die in Wasser schwimmt, das zur Masseelektrode gehört, und einem dielektrischen Rohr geringeren Durchmessers, dessen innere Oberfläche entweder metallisiert oder mit einem Metallrohr ausgeschlagen ist, und das an Hochspannung angeschlossen istj in diesem Falle findet die Entladung zwischen der Masseelektrode und dem Dielektrikum statt,

c)Ozonisatoren mit einer aus einem Metallrohr bestehenden Hochspannungselektrode und einem dielektrischen Rohr größeren Durchmessers, das äußerlich mit zur Masse gehörendem Wasser gekühlt wird. Die Entladung findet zwischen der Hochspannungselektrode und dem dielektrischen Rohr statt.

Ozonisatoren vom Typ a) werden wegen ihrer Komplexität und ihrer Zerbrechlichkeit in der Industrie praktisch nicht verwendet.

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SAD ORIGJWAl

»ο» -3

Die Qzonisatoren vom Typ b) und c) weisen nicht die selben Leistungen auf.

Es ist bekannt, daß die Erwärmung der Dielektrika einen Energieverbrauch verursacht, der auf Kosten der Ozonherstellung geht und dies umso stärker, je mehr sich ihre Temperatur erhöht. Daraus ergibt sich, daß die Leistung der Özonisatoren vom Typ c) größer ist als die der Ozonisatoren vom Typ b), da ihr Dielektrikum besser gekühlt ist durch direkten Kontakt mit dem Wasser als das der Ozonisatoren vom Typ b), das nur teilweise gekühlt wird (durch Leitung durch die wärme Entladung von der gekühlten Masseelektrode aus).

Außerdem ermöglicht die Wirksamkeit der Kühlung der Dielektrika, die ihrer Beschädigung oder ihrem Bruch entgegenwirkt, eine bedeutende Angleichung der Leistung an die Einheit der Entladungsoberfläche und somit eine bedeutende Erhöhung der Ozonproduktion.

Bei den bekannten Rohrozonisatoren ist diese Leistungsstarke jedoch begrenzt und somit hält sich auch die Produktion eines Entladungselementes in bestimmten Größen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Entladungsoberfläche eines solchen Entladungselementes zu verdoppeln und

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infolgedessen die zulässige Maximalleistung und die Ozonproduktion zu vergrößern.

Die Erfindung bezieht sich auf einen neuen rohrförmigen Ozonisator mit mindestens einem Entladungselement, das im wesentlichen aus einer rohrförmigen Hochspannungselektrode besteht, die an eine Hochspannungsleitung angeschlossen ist und koaxial zwischen zwei rohrförmige Dielektrika geschaltet ist, die durch Wasser oder einen anderen thermischen, elektrischen, flüssigen,zur Masse gehörenden Leiter gekühlt sind., so daß beidseitig der Hochspannungselektrode zwei Entladungsfelder entstehen.

Gemäß einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsart des rohrförmigen Ozonisators sind die Entladungsfelder parallel angeordnet, und die Luft oder eine zu ozonisierenden Sauerstoff enthaltende Flüssigkeit (die nachstehend einfach mit zu ozonisierende Flüssigkeit bezeichnet werden), wird gleichzeitig in beide Entladungsfelder geleitet und die ozonisierte Flüssigkeit am Ausgang der Entladungsfelder gesammelt.

Gemäß einer zweiten Ausführungsart des erfindungsgemäßen rohrförmigen Ozonisators sind die Entladungsfelder reihenförmig angeordnet und die zu ozonisierende Flüssigkeit

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durchquert nacheinander die beiden Entladungsfelder,
wobei die ozonisierte Flüssigkeit am Ausgang des zweiten Entladungsfeldes aufgefangen wird.

Alle bekannten rohrförmigen Entladungselemente weisen nur eine Entladung pro Element auf, gleich ob sie vom Typ a), b) oder c) sind.

Jedes erfindungsgemäße Entladungselement weist zwei

Entladungen auf.
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Natürlich kann das erfindungsgemäße Element mit doppelter Entladung auch mit einfacher Entladung arbeiten. Es genügt diesbezüglich, für das eine Dielektrikum kein Wasser oder keine leitende Flüssigkeit zu verwenden, was die eine
Masseelektrode außer Kraft setzt.

Außer der Verdoppelung der Entladungsoberfläche und der
Vergrößerung der Produktionskapazität weist die Erfindung einen zweiten Vorteil auf. Bezüglich der Energiegewinnung ist bekannt, daß letztere höher ist, wenn das Entla'-lungselement mit verringerter Leistungsdichte arbeitet. Denn genaugenommen wird bei einem Element mit doppelter
Entladung eine gegebene Energie auf die doppelte Oberfläche eines einfachen Entladungselementes verteilt, anders

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BUAt

. ausgedrückt, arbeitet die Vorrichtung mit halber Energiedichte und ihr Ertrag ist verbessert.

Der dritte Vorteil der Erfindung ist der folgende. Da die absorbierte Energie Funktion des Wertes der an die Elektroden angelegten Hochspannung 1st, benötigt das Element mit doppelter Entladung für eine bestimmte Energie demnach nur den Hochspannungs-Wert, der der mittleren Energie für ein Element mit einfacher Entladung entsprechen würde. Dies ist ein äußerst günstiger Faktor bezüglich der Risiken von Torsionen und Initialzündj—ungen (in Anbetracht der Merkmale der in dem Ozonisator vorgesehenen Fluchtlinien). Dies bewirkt eine erhöhte Betriebssicherheit, zum Beispiel im Falle zufälliger geringerer Trockenheit der zu ozonisierenden Flüssigkeit.

Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsarten des neuen erfindungs'genvißen rohrförmigen Ozonisators unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

Es zeigt :

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungf>3;er:rißen Ozonisator mit zwei parallelen Entladungen pro Ent ladungsei em en f. ;

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Blatt 7

Pig. 2 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ozonisator mit zwei reihenweisen Entladungen pro Entladungselement.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besitzt der erfindungsgemäße rohrförmige Ozonisator einen Metallbehälter 1, der als Masselektrode dient und in dessen Innerem die Entladungs-' elemente angebracht sind (von denen zwei in der Zeichnung dargestellt sind) mit zwei parallel stattfindenden Entiadunger pro Entladungselement.

Jedes dieser Entladungselemente besteht im wesentlichen aus einer rohrförmigen Hochspannungselektrode 2, die an eine Hochspannungsleitung angeschlossen ist und koaxial zwischen zwei rohrförmigen Dielektrika 3,^ angeordnet ist, die durch zu der Masse hinzugefügtesWasser gekühlt werden, so daß zwei Entladungsfelder 5 und 6 beidseitig der Hochspannungselektrode entstehen.

Das innere Dielektrikum * besteht aus einem Glasrohr oder einem anderen gegen Hochspannung und Ozon widerstand fähigen Material geringer Dicke und ist an seinem oberen Ende durch einen Deckel 3a geschlossen; dieses Rohr durchgreift eine Trennplatte 7» an der es, vertikal stehend, befestigt ist, wobei eine ringförmige Dichtung 8 aus einem gegen Ozon widerstandsfähigen elastischen Material eingelegt ist;

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dieses Rohr mündet in eine Kammer für den Kühlwasserzufluß 9, die von einem Teil der Seitenwand des Behälters 1, der Trennplatte 7 und einer zweiten Trennplatte 10 begrenzt wird; das Wasser wird in die Kammer über einen Rohransatz und durch die Leitung 12 geleitet. An der zweiten Trennplatte 10 ist ein vertikal stehendes Uberlaufrohr 13 befestigt, das sich im Innern des inneren Dielektrikums 3 bis in die Nähe dessen Deckels 3a verlängert. Dieses Rohr mündet in eine Austrittskammer 1^;* für das Kühlwasser, die durch einen anderen Teil der Seltenwand des Behälters 1, durch die Trennplatte 10 und den Boden 15 des Behälters begrenzt ist. Das Kühlwasser für das innere Dielektrikum wird in die Kammer 9 geleitet, steigt im Inneren des inneren Dielektrikums 3 hoch und entweicht durch das Rohr 13 in die Kammer lh, von dieser fließt es durch einen Rohransatz 16 ab. Das Rohr 13 dient bei der Füllung demnach dazu, die Luft entweichen zu lassen und danach ermöglicht es die Zirkulation des Kühlwassers im inneren Dielektrikum.

Das äußere Dielektrikum ·'* besteht auch aus einen Glasrohr oder aus eine:: anderen gegen Hochspannung '.r.d Ozon widerstandfähigen Katerial geringer Dichte, >>r> ist an beiden Enden offen und vertikal an Trennplatte¹: 1 ' und l8 befestigt, die es in Höhe der besagten Enden i .'v::quert, wobei jeweils ringförmige Dichtungen 19 und 20 vorgesehen sind. In dem von dem Rohr, der Wand des Behälters 1 und

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den Trennplatten 17 und 18 begrenzten ringförmigen Zwischenraum zi_rkuliert von unten nach oben das Kühlwasser des äußeren Dielektrikums, das in den unteren Teil dieses Zwischenraums durch den Rohransatz 11 und eine Leitung 22 eingeleitet und aus dem oberen TeL 1 dieses Zwischenraumes durch einen Rohransatz 2j5 abgeleitet wird. Die Höhe dieses Zwischenraumes 21 entspricht der Länge der Hochspannungselektrode 2, damit das Auftreten eines Luft- oder Sauerstoffkissens vermieden wird, das ionisiert würde und zu einem "flash" und Parasitentladungen führen würde.

Das obere Ende des dielektrischen Mußeren Rohres mündet in eine Eintrittskatnmer 24 der zu ozonisierenden Flüssigkeit, die von der Wand des F3eh?ilters 1, der Trennplatte 18 und einem Deckel 25 begrenzt ist. Die zu ozonisierende Flüssigkeit tritt in diese Kammer durch einen Rohransatz 26 ein.

Das untere Ende dieses Mu Seren dielektrischen Rohres mündet in einer bestimmten Entfernung oberhalb der Trennplatte 7 in eine Ozon-AusstrÖrnkammer 27, die von einem TeLL der Wand des Behälters 1, dem inneren dielektrischen Rohr 3 und den Trennplatten 7 und 17 begrenzt wird. Das gebildete Ozon strömt durch einen Rohransatz 28 aus.

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ιο *

Die Hochspannungselektrode 2 besteht aus einem Metallrohr geringer Dicke, das zwischen den Dielektrika 3 und 4 durch Zentriersehrauben 29 zentriert ist und unter Einfügung von ringförmigenDichtungen 30 auf ein Rohr 31 aus Glas oder einem anderen Isoliermaterial aufgepresst ist, das über der Elektrode befindlich ist. Dieses Rohr 31 ist mit einem Deckel 31a- verschlossen und an Ort und Stelle mittels eines Feder- und Zentrierringes gehalten, der das obere Ende des äußeren dielektrischen Rohres 4 abschließt. Der Ring 32 und der Deckel 31a sind außerdem Jeweils mit öffnungen 32a und 31b versehen, die die Entladungsfelder 5 und 6 mit der Zutrittskammer für die zu ozonisierende Lu_ft oder Flüssigkeit 24 verbinden.

Die Hochspannungselektrode 2, an deren oberem Ende dem Durchmesser entsprechend eine metallene Querverbindung 33 befestigt ist, ist an den Hochspannungs-Strom-AnschluQ 34 angeschlossen, der in der Mitte des Deckels 25 vorgesehen 1st und elektrisch mit einer runden Hochspannungs-Strom-Verteiler-Platte 35 verbunden ist über ein flexibles Feder-Kontaktsystem 36, einen Stößel 37 und eine Schmelzsicherung 38; dieses System befindet sich einerseits in einer axial angeordneten Hülse 39» die von der· Querverbindung 33 getragen wird und andererseits in einem Schmelzsicherungs-Halter ho, der in der Achse des Deckels befestigt ist. Die Hochspannungs-Strom-Verteiler-Platte 55

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ist außerdem kraftschlüssig verbunden mit einer Ieolier-Stützplatte 41, die nach unten durch einen Mantel 4la verlängert ist und alle Entladungselemente bedeckt und die aus der Kammer 24 kommende, zu ozonisierende Flüssigkeit in die besagten Elemente leitet.

Im Betrieb treten zwei Entladungen beidseitig der Hochspannungselektrode 2 pro Entladungselement auf; wenn die zu ozonisierende Flüssigkeit in die Kammer 24 eintritt, durchquert sie einerseits die Durchgangs-Öffnungen 32a des Feder- und Zentrierringes 32 und zi-rkuliert dann von oben nach unten in das Entladungsfeld 6 und andererseits durch die Durchgangs-Öffnungen 31b des Deckels 31a und dann gleichfalls von oben nach unten in das Entladungsfeld 5, und die ozonisierte Flüssigkeit wird am Ausgang der genannten Entladungsfelder in der Kammer 27 gesammelt und entweicht durch den Rohransatz 28.

Die Gestaltung der Vorrichtung, die Wahl der Größenordnung des Entladungselementes und die AusfUhrungsart erlauben ihre Inbetriebnahme unter Druck, wobei keine Änderung der Produktion oder des Energieertrages gegenüber dem Betrieb bei atmosphärischem Druck stattfindet.

Daraus ergibt sich ein bedeutender Vorteil für die einfache und wirtschaftliche Herstellung des ozonisierten

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Mediums. Dae Verfahren kann in der Tat mit Kotnpresalone-Verteilung durch die porösen Elemente verwendet werden, was am billigsten 1st.

Gemäß der in Fig.2 der Zeichnung dargestellten Variante enthält der erfindungsgemäße rohrförmige Ozonisator eine bestimmte Anzahl von Entladungselementen (von denen zwei in der Zeichnung dargestellt sind) mit zwei reihenweisen Entladungen pro Entladungselement.

Das äußere dielektrische Rohr 4 ist an seinem unteren Ende mit einem ringförmigen Boden 42 geschlossen, der es verbindet mit dem unteren Ende des inneren dlelektris-chen Rohres J>. Auf diese Weise ist das Entladungsfeld 5^f an das Entladungsfeld 6' angeschlossen.

Außerdem ersetzt der Boden 42 die Trennplatte 7, die

zur Montage des inneren Dielektrikums In der AusfUhrungsform der Pig. I dient.

Außerdem wird das Isolierrohr 31', auf das die Hoohepannungselektrode 2 aufgedrückt ist, nicht mehr von einem Feder- und Zentrierring wie Im Falle der Fig.l an Ort und Stelle gehalten, sondern durchquert eine Trennplatte 43, an der es unter Einlage einer ringförmigen Dichtung 44

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f. f

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befestigt ist.

Diese Trennplatt· 43 begrenzt einerseits Mit der TrwnnplattelB und der Wand des Gehäuses X eine Bintrittskaimer 24 für das zu ozonisierende Medium und andererseits eine Sammelkanmer 27' für das zu ozonisierende Mediu·» rfit dea Deckel 25 und der Wand des Behälters 1, das ozonisiert« Medium entweicht aus dieser Xaener durch den Rohransatz 28*,

So durchfliegt das in die Kejnmer 24 eintretende, zu ozonisierende Medium das äußere dielektrische Rohr k von oben nach unten und damit das ernte Entladungsfeld 6' und Steigt dann in das zweite Entladung«feld 5' auf, das ozonisierte Medium durchquert die Querverbindung 33* das Innere des Isolierrohr«s 31'» die Austrlttiöffnungen 31*b des Deckels ?l'a und wird in der Ozonkammer 27' gesammelt, aus der es durch den Rohransatz 28* entweicht.

Natürlich kann die Richtung des zu ozonisierenden Mediums entgegengesetzt sein, jedoch macht der stark ionisierte Zustand des ozonisierten Mediums diese zum Leiter upd begünstigt so eJüctriache Torsionen. Die Fluchtlinien sind In der erwähnten Richtung zwangsläufig länger, was eine welters Erhöhung der Hochspannung und lnfo}£4d«s£>er< der Enerpiezerstreuurig und der Oaonhereteilung »nBÖjtrllcht,

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Claims

ANSPRÜCHE

1. Rohrfönoiger Ozonisator, gekennzeichnet dadurch, dafl ·γ «Indest»ns ein Altladungsei«went besitzt, ims im wesentlichen aus einer rohrf0r»lgeti Boche parunimgselekt rode (2) besteht, dl· Mi einen* HochspannungsanachluQ (34) angeschlossen tat und svrei Entladungefelder bildend koaxial zwischen zwei mit Wasser oder einer anderen thermischen, leitenden, zur Nasseelektrode gehörigen Flüssigkeit kühlbaren rohrförmigen Dielektrika (3,* angeordnet ist.

2. Ozonisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungefelder parallel angeordnet sind und ihnen Zu- und Abführkammern für das zu ozonisierende Medium zugeordnet sind.

3. Ozonisator gemäß den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Zu- und AbführrHume derart ausgebildet sind, Ua0 das zu ozonisierende

Medium die beiden RnlladungnPeider nacheinander durchquert.

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