DE1901210A1

DE1901210A1 - Ozone production

Info

Publication number: DE1901210A1
Application number: DE19691901210
Authority: DE
Inventors: Miller Francis Allen
Original assignee: Puromatic Inc
Current assignee: Puromatic Inc
Priority date: 1969-01-10
Filing date: 1969-01-10
Publication date: 1970-10-08
Also published as: DE1901210C3; DE1901210B2

Abstract

Equipment for producing ozone comprises an impulse modulator connected to the primary winding of a transformer to supply an impulse to the transformer, a device with two separated electrodes, and a channel between these through which air is fed. The device and the secondary winding of the transformer comprise a parallel resonance circuit producing a "singing" series of vibrations of reducing magnitude as the result of the inputs supplied to the transformer by the impulse modulator.

Description

nEinrichtung zur Behandlung eines Mediums mit elektrischer Energie" Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Behandlung eines Mediums mit elektrischer Energie und richtet sich insbesondere auf die Ozonherstellung. Vorzugsweise sollen durch die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Ozon in solchen Mengen geschaffen werden, daß damit große Mengen Materie, beispielsweise Wasser in Schwimmbecken oder Luft in der Umgebung von Abwässeranlagen hergestellt werden können.n Device for treating a medium with electrical energy " The invention relates to a device for treating a medium with electrical energy and is aimed in particular at the production of ozone. Preferably are intended by the invention an apparatus and a method for the production of Ozone is created in such amounts that it allows large amounts of matter, for example Water produced in swimming pools or air in the vicinity of sewage systems can be.

Ozon ist ein stark bakterizides Mittel und hat als solches brauchbare inwendungsmglichkeiten bei der Sterilisation von Wasser oder Luft. Jedoch sind die bekannten Veriahren zur Herstellung von Ozon aus Luft unwirtschaftlich und im allgemeinen unzufriedenstellend fQr die Massenproduktion von Ozon mit ausreichend niedrigen Kosten um dieses Gas für die Sterilisation von SchwimmMldern oder dergleichen brauchbar einsetzen zu können, Die Erfindung hat sich die rufgabe gestellt, eine Vorrichtung iiir die Herstellung von Ozon aus Luft in großen Mengen mit verhältnismäßig niedrigen Kosten ZU schaffen. Das System soll vorteilhaft fiir die Sterilisation von Schwimmbecken mit Hilfe von Ozon einsetzbar sein. Vorteilhaft soll es sich um einen Ozongenerator mit einem Schwingkreis handeln, in dem ii wesentlichen die gesagte eingesetzte Energie zum Umsetzen des Sauerstoffs in Ozon verwendet weren kann. Dabei soll inLösung einer weiteren rufgabe der Erfindung die Erzeugung des Ozons ohne Erwärmung der Vorrichtung oder des Gases vor sich gehen.Ozone is a potent bactericidal agent and has been useful as such Can be used for the sterilization of water or air. However, they are known processes for the production of ozone from air are uneconomical and in general unsatisfactory for the mass production of ozone with sufficiently low The cost of this gas is useful for the sterilization of swimming pools or the like to be able to use The invention has set itself the task of a device for the production of ozone from air in large quantities with relatively low cost to create. The system is said to be advantageous for sterilization of swimming pools with the help of ozone. It should be beneficial to act an ozone generator with an oscillating circuit, in which ii essential the said Energy used to convert the oxygen into ozone can be used. Included In solution of a further object of the invention, the aim is to generate ozone without Heating of the device or the gas to go ahead.

Die erfindungsgemäße Einrichtung soll so auagebildet sein, daß sich die Menge des erzeugten Ozons auf Änderungen im Osonbedarf abstellen läßt.The device according to the invention should be designed so that the amount of ozone generated can be based on changes in the oson demand.

Dabei wird gemäß der Erfindung von einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Behandlung eines Mediums mit elektrischer Energie Gebrauch gemacht, um das Medium von einem Atossustani in den anderen zu ändern.According to the invention, a device and a method used to treat a medium with electrical energy to the medium to change from one atossustani to the other.

Schließlich soll die erfindungsgemäße Einrichtung, insbesondere in ihrer Hinwendung auf Sehwizmbecken oder dergleichen, so ausgebildet sein, daß der Ozon nicht aus dem Generator oder den Versorgungsleitungen in den umgebenden Raum austreten kann.Finally, the device according to the invention, in particular in their turn to Sehwizmbecken or the like, be designed so that the Ozone not from the generator or the supply lines into the surrounding space can emerge.

Die angegebenen Aufgaben werden durch die Erfindung mit Hilfe eines Ozongenerators gelöst, bei dem ein Parallelresonanz-oder "Ruf"-Kreis Verwendung findet, der zur Entwicklung einer elektro statischen Ladung mit hoher Prequenz an einem Eosdensator dient, dessen Kondensatorplatten einen Kanal begrenzen, durch welchen die den Ozon erzeugende Luft hindurchgefhhrt wird. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß der Kondensator eines Eui-Ereises der Wandler ist, der den Sauerstoff in Ozon verwandelt. Der Resonanzkreis wird durch eine Reihe Ton Energieentladungen oder Schlägen betrieben, die von einem siliaiurgesteuerten Gleichrichter, Iupulsmodulator oder dergleichen stanzen. Die Luft wird über und zwischen den Kondensatorlatten mit Hilfe geeigneter Einrichtungen bewegt, beispielsweise durch Anschluß des Ausgangs oder der Ozonzuftihruigsleituig an die Niederdruckseite einer Umwälzpumpe fttr ein Schwimmbecken. Ein solches System arbeitet mit Drucken unter dem Umgebungsdruck, so daß der erzeugte Ozon aus den Leitungen licht austreten kann.The stated objects are achieved by the invention with the aid of a Ozone generator solved using a parallel resonance or "call" circuit finds that the development of an electrostatic charge with high frequency an Eosdensator is used, the capacitor plates of which delimit a channel through which the ozone-generating air is passed through. This means with others Words that the condenser of a Eui-Ereis is the transducer which the oxygen turned into ozone. The resonance circuit is created by a series of sound energy discharges or Strikes operated by a silicon-controlled rectifier, Iupulsmodulator punch or the like. The air is above and between the capacitor slats moved with the help of suitable devices, for example by connecting the output or the ozone feed line to the low pressure side of a circulation pump Swimming pool. Such a system works with printing below ambient pressure, so that the ozone generated can escape light from the lines.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Diese zeigen in: Fig. 1 eine schematische Ansieht eines Ozonerzeugers gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1; Fig. 3 ein vereinfachtes Schaltbild der Trieb- und Resonanskreise im Ozongenerator; Fig. 4 ein detailliertes Schaltbild des Ozongenerators; und in Fig. 5 einen Teil des Kreises nach Fig. 4 in einer abgeänderten Ausführungsform einer Steuerung zur Änderung der Entladungsfrequenz des Treibkondensators.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings will. These show in: FIG. 1 a schematic view of an ozone generator according to FIG the invention; FIG. 2 is an enlarged section taken along line 2-2 of FIG. 1; 3 shows a simplified circuit diagram of the drive and resonance circuits in the ozone generator; Fig. 4 is a detailed circuit diagram of the ozone generator; and in Fig. 5 a part of the circle of FIG. 4 in a modified embodiment of a control for Change in the discharge frequency of the drive capacitor.

In Fig. 1 ist ein System gemäß der Erfindung als Einrichtung zur Sterilisierung eines Schwinbeckens P wiedergegeben.In Fig. 1 is a system according to the invention as a device for sterilization of a pool P reproduced.

Diese Einrichtung enthält einen Ozongenerator 10 mit einer Lufteinlaßleitung 11 und einer Ozonauslaßleitung 12. Ein Ein und Ausschaltventil 13 steuert die Strömung des Ozons vom Generator und ist mit Hilfe eines Zuleitungsrohres 14, vorzugsweise aus Polypropylen, an die Niederdruckseite einer Umwälzpumpe 16 fUr das Schwimmbecken P angeschlossen. Die Leitung 17 trägt frisches oder umgewäletes Wasser zu der Pumpe und die Abzugsleitung 18 ist durch die Schwimmbeckenwandung W mit dem Inneren des Schwimmbeckens verbunden. Der Gasdruck in der Leitung 12 und im Rohr 14 wird mit Hilfe der Pumpe 16 unter den Umgebungsdruck reduziert, so daß Luft durch die Leitung 11 in die Vorrichtung eingesaugt wird. Sollte sich irgendwo ein Leck in dieser Leitung ergeben, dann wird Luft von der Außenseite in die Leitungen eingezogen und es kann kein Ozon in die Umgebung austreten.This device includes an ozone generator 10 with an air inlet duct 11 and an ozone outlet line 12. An on and off valve 13 controls the flow of the ozone from the generator and is with the help of a supply pipe 14, preferably made of polypropylene, on the low pressure side of a circulation pump 16 for the swimming pool P connected. Line 17 carries fresh or recirculated water to the pump and the drain line 18 is through the pool wall W with the interior of the Swimming pool connected. The gas pressure in the line 12 and in the pipe 14 is with Help the pump 16 reduce the pressure below ambient so that air can flow through the line 11 is sucked into the device. Should there be a leak in this line somewhere result, then air is drawn into the lines from the outside and it can no ozone leak into the environment.

Selbstverständlich ist die folgende Beschreibung des Ozongenerators als Vorrichtung zur Sterilisierung eines Schwimmbeckens lediglich beispielsweise und dient nicht zur Begrenzung der Erfindung. So lassen sich eine Reihe anderer Anwendungsgebiete denken, bei denen Ozon in großen Mengen vortelhaft gebraucht wird, beispielsweise die Desodorierung von Abwässeranlagen, die rasche Oxydierung in industriellen chemischen Prozessen und die Reinigung von Behältern, Maschinen und anlagern in der Lebensmittelindustrie und in Kaufhäusern. Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf die wirkungsvolle und wirtschaftliche Erzeugung großer Ozonmengen, wodurch dieses Gas fir viele Zwecke, u.a. auch für die Sterilisation von großen SchwiDmbekken einsetzbar wird.The following description of the ozone generator goes without saying as a device for sterilizing a swimming pool only for example and does not serve to limit the invention. So can a number of others Think of areas of application in which ozone is advantageously used in large quantities, For example, the deodorization of sewage systems, the rapid oxidation in industrial chemical processes and the cleaning of containers, machines and deposits in in the food industry and in department stores. The invention relates broadly on the efficient and economical production of large quantities of ozone, which this Gas can be used for many purposes, including the sterilization of large pools will.

Das System wird von einer geeigneten Strompuelle S mit Strom versorg; bei der es sich vorzugsweise um eine Wechselstromquelle mit 115 Volt und 60 Hz handelt. Ein durch eine Uhr betätigter Schalter 20 in der Leitung 21 steuert den Zeitablauf (Dauer und Anzahl der Zyklen) des gleich&eitigen Betriebes von Pumpenmotor 23 und Ozongenerator 10. Der Generator 10 arbeitet nur, wenn der Beckenpumpenmotor unter Strom steht. Der Ozongenerator 10 enthält einen Oszillator 25 und koaxiale Kondensatorelemente 26 und 27, durch welche Luft von er Einlaßleitung 11 fortlaufend durch die Pumpe 16 angesaugt wird.-Die Kondensatorelemente 26 und 27 sind im wesentlichen identisch in ihrem Aufbau und deshalb bedeuten gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in den Zeichnungen.The system is supplied with power from a suitable power source S; which is preferably a 115 volt, 60 Hz AC power source. A clock operated switch 20 in line 21 controls the timing (Duration and number of cycles) of the simultaneous operation of pump motor 23 and ozone generator 10. The generator 10 only works when the pool pump motor is energized. The ozone generator 10 includes an oscillator 25 and coaxial Condenser elements 26 and 27 through which air is drawn from the inlet duct 11th is continuously sucked in by the pump 16.-The capacitor elements 26 and 27 are essentially identical in structure and therefore have the same reference numerals same parts in the drawings.

Jedes Kondensatorelement enthält einen äußeren rohrförmigen Leiter 29 und einen inneren stabförmigen Leiter 30, wie man aus Fig. 2 erkennt, die zwischen sich eine ringförmige langgestreckte Kammer 31 bilden. Der innere Leiter 30 ist vorzugsweise durch eine Isolierabdeckung 22 isoliert und wird auf dem äußeren Leiter 29 durch eine gelochte innere Scheibe 33 am einen Ende und eine Kappe 34, vorzugsweise aus elektrischem Isoliermaterial, am anderen Ende getragen. Eine Rohrverbindung 36 an dem einen Ende des äußeren Leiterrohres, das linke Ende nach den Zeichnungen, erlaubt den Anschluß an eine Lufteinlaßleitung 11 oder eine Ozonauslaßleitung 12. Die ringförmigen Kammern 31 an den entgegengesetzten Endender äußeren Leiter, im vorliegenden Fall den rechten Enden, sind elektrisch und pneumatisch mit Hilfe eines querverlaufenden elektrisch leitenden Rohres 38 verbunden, so daß die i;uft im wesentlichen durch die gesamte Länge jedes Kondensatorelementes auf dem Weg von der Einlaßleitung 11 zur Auslaßleitung 12 strömt.Each capacitor element includes an outer tubular conductor 29 and an inner rod-shaped conductor 30, as can be seen from Fig. 2, which between an annular elongated chamber 31 is formed. The inner conductor 30 is preferably insulated by an insulating cover 22 and is placed on the outer conductor 29 through a perforated inner disc 33 at one end and a cap 34, preferably made of electrical insulating material, carried at the other end. A pipe connection 36 at one end of the outer conductor tube, the left end according to the drawings, allows connection to an air inlet line 11 or an ozone outlet line 12. The annular chambers 31 at the opposite ends of the outer conductor, im present case the right ends, are electric and pneumatic with the help of a transverse electrically conductive tube 38 connected so that the i; uft essentially through the entire length of each capacitor element en route from the inlet conduit 11 to the outlet line 12 flows.

Die äußeren Leiter 29 beider Kondensatorelemente sind elektrisch durch die Leitung 40 an die Schaltung 25 angeschaltet.The outer conductors 29 of both capacitor elements are electrically through the line 40 is connected to the circuit 25.

Die inneren Leiter 30 sind in ähnlicher Weise durch die Leitung 41 an die Schaltung 25 gelegt. Die Luft in jeder ringförmigen Kammer 31 bildet zusammen mit der dielektrischen Abdeckung 32 das Dielektrikum fUr den Kondensator und die Leiter 29 und 30 bilden die Kondensatorplatten. In der Praxis sind die äußeren Leiter 29 aus Sicherheitsgrunden geerdet, während die nicht zugänglichen isolierten inneren Leiter 30 an die Hochspannungsseite des Erregerkreises angeschaltet sind.Inner conductors 30 are similarly through line 41 applied to circuit 25. The air in each annular chamber 31 forms together with the dielectric cover 32, the dielectric for the capacitor and the Conductors 29 and 30 form the capacitor plates. In practice, the outer conductors are 29 grounded for safety reasons, while the inaccessible isolated internal Conductor 30 are connected to the high voltage side of the excitation circuit.

Gemäß der Erfindung bilden die Kondensatorelemente 26 und 27 zusammen den Kondensator in einem Parallelschwingkreis 44 (vergleiche Fig. 3) mit einer Induktionsspule 45, bei der es sich um die Sekundärwicklung eines Transbrmators 46 mit der Primärwicklung 47 handeln kann. Die Abmessungen der äußeren Leiter 29 und der inneren Leiter 30 und der Isolation 32, die zusammen die Kondensatoren bilden, und von denen nur ein Element in Fig. 3 der Einfachheit halber wiedergegeben ist, werden so ausgewählt, daß eine kapazitive Reaktanz, die bei Füllung mit Luftv im wesentlichen gleich der induktiven Reaktanz der Induktivität 45 bei einer vorbestimmten (Resonanz-) Frequenz ist. Dieser Parallelschwingkreis wird durch Energiestöße erregt, die an der Primärwicllung 47 durch die Entladung eines aufgeladenen Kondensators 49 entwickelt werden.According to the invention, the capacitor elements 26 and 27 together the capacitor in a parallel resonant circuit 44 (see Fig. 3) with an induction coil 45, which is the secondary winding of a transmator 46 with the primary winding 47 can act. The dimensions of the outer conductors 29 and the inner conductors 30 and the insulation 32, which together form the capacitors, and only one of them Element shown in Fig. 3 for the sake of simplicity are selected so that a capacitive reactance which, when filled with air, is essentially equal to that inductive reactance of the inductor 45 at a predetermined (resonance) frequency is. This parallel resonant circuit is excited by energy surges that are applied to the primary winding 47 can be developed by the discharge of a charged capacitor 49.

Zur besseren Verdeutlichung ist der Erregerkreis einfach als Aufladekondensator 49 wiedergegeben, welcher durch den Widerstand 50 aus der Batterie 51 aufgeladen wird, wenn der Schalter 52 geschlossen und der Schalter 53 geöffnet ist, sich aber plötzlich über die Transformatorprimärwicklung entlädt, wenn der Schalter 53 geschlossen wird. Der Aufladekreis und die Wicklung 45 des Parallelschwingkreises bilden die Schaltung 25 nach Fig. 1.For the sake of clarity, the excitation circuit is simply a charging capacitor 49 reproduced, which is charged through the resistor 50 from the battery 51 is when the switch 52 is closed and the switch 53 is open, but suddenly discharges across the transformer primary winding when switch 53 is closed will. The charging circuit and the winding 45 of the parallel resonant circuit form the Circuit 25 according to FIG. 1.

Die in der Wicklung 45 induzierte Spannung wird bis zu einem vergrößerten Wert wegen der höheren Anzahl von Wicklung wie der Sekundärwicklung aufgestuft. Die rasche Stromänderung in der Primärwicklung 47 erregt den Parallelschwingkreis in Schwingungen von wesentlicher Amplitude und hoher Frequenz.The voltage induced in the winding 45 is increased to an extent Value upgraded because of the higher number of windings than the secondary winding. The rapid change in current in the primary winding 47 excites the parallel resonant circuit in vibrations of substantial amplitude and high frequency.

Da die induktive Reaktanz der Wicklung 45 uns die gesamte kapazitive Reaktanz der Kondensatorelemente 26 und 27 gleich sind, schwingt die Energie zwischen dem elektromagnetischen Feld der Indiktanz und dem elektrostatischen Feld der Kapazitanz mit minimalen Verlusten im Kreis. Diese Schwingungen dauern an, nachdem der Spannungsstoß aufgehört hat. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß der Kreis in der Art eines bekannten Ruf-Kreises schwingt. Wenn Luft durch die Kondensatorelemente strömt, wirkt das sich an den Ringspalten 31 entwickelnde elektrostatische Feld auf den Sauerstoff in der Luft, wodurch er schließlich in Ozon wie weiter nachfolgend beschrieben, umgewandelt wird. Das durch die Auslaßleitung strömende Gas enthält deshalb einen hohen Prozentsatz an Ozon. Das Zufühuungsrohr 14 trägt den Ozon zu der Pumpe, die ihn mit Wasser mischt, das in das Schwimmbecken eingepumpt und damit sterilisiert wird.Since the inductive reactance of winding 45 gives us the total capacitive Reactance of the capacitor elements 26 and 27 are equal, the energy oscillates between the electromagnetic field of the inductance and the electrostatic field of the capacitance with minimal losses in the circle. These oscillations persist after the voltage surge has stopped. In other words, this means that the circle is in the manner of a known Call circle swings. When air flows through the capacitor elements, it works electrostatic field developing at the annular gaps 31 on the oxygen in the air, which ultimately results in ozone as described below, is converted. The gas flowing through the outlet pipe therefore contains one high percentage of ozone. The supply pipe 14 carries the ozone to the pump, the mixes it with water that is pumped into the pool and sterilized with it will.

Die Schalter 52 und 53 zum Aufladen und Entladen des reibkondensators 49 können mechanische oder elektronische Schalter sein. In der Praxis übernimmt eine InduktionsspulM die Funktion des Schalters 52 und eine Gasentladungsröhre steur den Betrieb einer Festzustandvorrichtung, die als Schalter 53 arbeitet.The switches 52 and 53 for charging and discharging the friction capacitor 49 can be mechanical or electronic switches. In practice it takes over an induction coil controls the function of the switch 52 and a gas discharge tube the operation of a solid state device functioning as switch 53.

Auch die Quelle für den Afladestrom, die ir Fig. 3 als Batterie angegeben ist, kanngleichgerichteter Wechselstrom sein.Also the source for the charging current, which is indicated in FIG. 3 as a battery can be rectified alternating current.

Wird das System erregt, dann erfolgt das Aufladen und Entladen des Kondensators 49 vorzugsweise kontinuierlich wie bei einem Kippgenerator. Die Wiederholungsgeschwindigkeit der Kondensatorentladung läßt sich durch Wahl der Kreisparameter derart einstellen, daß der Parallelschwingkreis 54 mit der vorbestimmten Frequenz in Abstimmung auf den Verbrauch des erzeugten Ozons erregt wird. Man kann die Anordnung auch variabel steuern oder programmieren, llm die Menge der Ozonproduktion dem Bedarf anzupassen. Beim Aufladen des Kondensators 49 fährt der Parallelschwingkreis 44 fort zu schwingen oder zu rufen", in Art eines Gongs und die mit dem Parallelschwingkreis gekuppelte Energie schwingt zwischen dem elektromagnetischen Feld an der Induktionsspule 45 und dem elektrostatischen Feld an den Eondensatomiementen 26 und 27 mit einer Resonanzfrequenz, die durch die induktiven und kapazitiven Reaktanten dieser Elemente bestimmt ist. Der Energiellbergang auf das Luftdielektrikum der Kondensatorelemente wird somit durch diesen Resonanzkreis bei hoher Frequenz unterhalten.When the system is energized, the charging and discharging of the occurs Capacitor 49, preferably continuously, as in the case of a relaxation generator. The repetition speed the capacitor discharge can be set by selecting the circuit parameters in such a way that that the parallel resonant circuit 54 with the predetermined frequency in coordination the consumption of the generated ozone is excited. The arrangement can also be varied control or program, llm adapt the amount of ozone production to requirements. When the capacitor 49 is charged, the parallel resonant circuit 44 continues to oscillate or to call ", in the manner of a gong and coupled with the parallel oscillating circuit Energy oscillates between the electromagnetic field on induction coil 45 and the electrostatic field at the Eondensatomiementen 26 and 27 with a resonance frequency, which is determined by the inductive and capacitive reactants of these elements. The energy transfer to the air dielectric of the capacitor elements is thus entertained by this resonant circuit at high frequency.

Der hohe Wirkungsgrad der Umwandlung von Luft in Ozon gemäß der Erfindung geht merklich auf die Verwendung des Ruf-Kreises zurück, der ohne übliche Leistungsverluste durch niedrige LeistÜngsfaktsren, die man in Reaktanzkreisen antrifft, arbeitet. Da die induktive Reaktanz der ransformatorsekundärwicklung 45 gleich der kapazitiven Reaktanz der ozonerzeugenden Kondensatorelemente 26 und 27 ist, sind die Strom- und Spannungsphasen der Energie in dem Rufkreis idealerweiae um 90 Grad versetzt und es gibt keine wesentlichen Leistungsverluste an den Kondensatorelementen. In der Praxis ist die Verschiebung 86 Grad. Diese Herabsetzung der Leistungsverluste in den Kondensatorelementen spart nicht nur Energie, sondern hat den zusätzlichen wesentlichen Vorteil der entsprechenden Herabsetzung einer Aufwärmung des Gases mit einer entsprechenden Erleichterung der Temperaturstabilisierung des Ozons und einer Verringerung oder Beseitigung von Hilfsvorrichtungen zur Kühlung des Generators. Ozon spaltet sich bei erhöhten Temperaturen wieder in Sauerstoff auf und die Erzeugung von Ozon ohne Wärme hat somit den zusätzlichen Vorteil der Schonung des Endproduktes.The high efficiency of converting air to ozone according to the invention goes back noticeably to the use of the Ruf circle, without the usual loss of performance by low performance factors, which one encounters in reactance circuits, works. Since the inductive reactance of the transformer secondary winding 45 is equal to the capacitive Reactance of the ozone-generating capacitor elements 26 and 27, the current and voltage phases of the energy in the ringing circle ideally offset by 90 degrees and there is no significant loss of performance on the capacitor elements. In in practice the shift is 86 degrees. This reduction in power losses in the capacitor elements not only saves energy, but has the additional significant advantage of the corresponding reduction in heating of the gas with a corresponding facilitation of the temperature stabilization of the ozone and a reduction or elimination of auxiliary devices for cooling the generator. At elevated temperatures, ozone breaks down again into oxygen and the generation of ozone without heat has the additional advantage of protecting the end product.

Die elektrische Belastung, der der durch die Kondensatorelemente 26 und 27 strömende Sauerstoff ausgesetzt ist, verwandelt das Gas in ein ionisiertes Medium oder Plasma, das durch Trennung der Kerne und Elektronen gekennzeichnet ist. Diese Dissoziation der Gasmoleküle ist eine Kernerscheinung und tritt auf, wenn die elektrische Belastung auf das Gas einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Die Xnderungsgeschwindigkeit des hochfrequenten elektrischen Stromes an den Kondensatorelementplatten induziert eine molekulare Dissoziation des Sauerstoffes und erzeugt das Plasma innerhalb dieser Kondensatorelemente. Wenn das Plasma sonden Ringraum 31 des Elementes 27 strömt, hört die elektrische Belastung auf es plötzlich auf, wodurch es zu einer teilweieen Rückkehr der Kerne und Elektronen in ihre ursprünglichen relativen Stellungen und damit zur Bildung von Ozon kommt. Das Aufstufen der Spannung durch den Transformator 46 erhöht den elektrischen Belastungsspiegel im Kreis 46 oberhalb der plasmabildenden Stelle.The electrical load caused by the capacitor elements 26 and 27 is exposed to flowing oxygen, the gas turns into an ionized one Medium or plasma, which is characterized by the separation of nuclei and electrons. This dissociation of the gas molecules is a core phenomenon and occurs when the electrical load on the gas exceeds a predetermined threshold value. The rate of change of the high-frequency electric current on the capacitor element plates induces molecular dissociation of the oxygen and creates the plasma within these capacitor elements. When the plasma probes annulus 31 of element 27 flowing, the electrical load on it suddenly ceases, causing it to become a partial return of the nuclei and electrons to their original relative positions and so that ozone is formed. The stepping up of the voltage by the transformer 46 increases the electrical stress level in circle 46 above the plasma-forming Job.

Ein ins Einzelnere gehendes Schaltbild der Auflade- und Resonanzkreise bei der praktischen Durchführung der Erfindung ist in Fig. 4 wiedergegeben. Eine Wechselstromqaelle S mit einem Strom von beispielsweise 115 Volt und 60 Hz ist über eine Sicherung 55 an einen Halbwellenspannungsfrequenzverdoppler 56 mit einer Ausgleichsgrenzspannungsunterdrückungsvorrichtung 57 parallel zum Versorgungsstromkreis, Speicherkondensatoren 58 und 59 und parallel- und reihengeschalteten Dioden 60 und 61 geschaltet. Die Kondensatoren 58 und 59 ladmi sich bei aufeinanderfolgenden Halbwellen des Versorgungsstromes über die Dioden auf und entwickeln eine positive Spannung am Punkt B. Diese gleichgerichtete Spannung wird durch eine Ausschwingdiode 62 auf eine Spannungs9erdoppelungsinduktanz 63 aufgegeben, die einen Teil des Aufladekreises für das Aufladen des Kondensators 49' bildet, welcher dem Kondensator 49 nach Fig. 3 entspricht. Der Kondensator 49' wird durch den Ausgang des Gleichrichters 56 und der Induktanz 63 über die Primärwicklung 47' des Transformators 46' und zurück zur geerdeten Seite des Gleichrichters aufgeladen.A detailed circuit diagram of the charging and resonance circuits in the practice of the invention is shown in FIG. One AC source S with a current of for example 115 volts and 60 Hz is over a fuse 55 to a half-wave voltage frequency doubler 56 with a balance limit voltage suppressor 57 parallel to the supply circuit, storage capacitors 58 and 59 and parallel and series-connected diodes 60 and 61 are connected. The capacitors 58 and 59 ladmi itself with successive half-waves of the supply current over the diodes and develop a positive voltage at point B. This rectified voltage is applied by a decay diode 62 to a voltage doubling inductance 63, which forms part of the charging circuit for charging the capacitor 49 ', which corresponds to the capacitor 49 of FIG. The capacitor 49 'is through the output of rectifier 56 and inductance 63 via primary winding 47 ' of the transformer 46 'and charged back to the grounded side of the rectifier.

Die Entladung des Kondensators 49' über die Primärwicklung 47' wird durch einen parallelgeschalteten Schalter 66 gesteuert, vorzugsweise einen siliziumgesteuerten Gleichrichter, der als Festsustandthyratron, in Reihe mit einem Widerstand 67 dient. Der Schalter 66 ist mit einer Klemme 66a an die dem Kondensator 49' abgewendete Seite der Primärwicklung 47' angeschaltet und besitzt eine Steuerklemme 66 b, auf die ein AuslöseBarBpatnungspotential aufgegeben wird, um den Schalter zu schließen, d.h. ihn leitend zu machen. Die Frequenz, mit der der Kondensator 49' entladen wird, wird damit durch die Frequenz oder Geschwindigkeit der Auslösesignale gesteuert, die auf die Schalterklemme 66 b gelangen. Die Diode 62 isoliert den Gleichrichter 56 gegen ein Entladen des Kondensators 49'. Wenn der Kondensator 49' entlädt, dann nimmt die Spannung an ihm und am Schalter 66 unter das Schwellenpotential ab, das erforderlich ist, um den Schalter 66 im leitenden Zustand zu halten, der Schalter öffnet sich und der Kondensator 49' beginnt sich wieder aufzuladen.The discharge of the capacitor 49 'through the primary winding 47' is controlled by a switch 66 connected in parallel, preferably a silicon controlled one Rectifier, which serves as a solid state thyratron, in series with a resistor 67. The switch 66 is connected to a terminal 66a facing away from the capacitor 49 ' Side of the primary winding 47 'is connected and has a control terminal 66 b on which a trigger bar protection potential is given up in order to close the switch, i.e. to make him lead. The frequency with that of the capacitor 49 'is discharged, is thus determined by the frequency or speed of the trigger signals controlled, which reach the switch terminal 66 b. Diode 62 isolates the rectifier 56 against discharging of the capacitor 49 '. If capacitor 49 'discharges, then the voltage across it and switch 66 decreases below the threshold potential, the what is required to keep the switch 66 in the conductive state is the switch opens and capacitor 49 'begins to recharge.

Die Wiederholungsgeschwindigkeit, mit der der Kondensator 49' entladen wird, ist proportional der Menge an Ozon, die durch die Kondensatorelemente 26' und 27' im Parallelschwingkreis 44 erzeugt wird, und infolgedessen liefert die Steuerung der Frequenz der auf die Schalterklemme 66b aufgegebenen Auslösesignale eine Steuerung der Geschwindigkeit der Ozonerzeugung.The repetition rate at which capacitor 49 'discharges is proportional to the amount of ozone generated by the capacitor elements 26 ' and 27 'is generated in the parallel resonant circuit 44, and as a result the control delivers the frequency of the trigger signals applied to the switch terminal 66b the rate of ozone generation.

Die Auslösesignalfrequenz wird somit durch den Ozonerzeugungsgeschwindigkeitsbedarf bestimmt und kann variabel sein, wenn sich dieser Bedarf ändert, oder kann auf eine bestimmte Produktionsgeschwindigkeit konstant eingestellt werden.The trip signal frequency is thus determined by the ozone generation rate requirement determined and may be variable as this need changes, or may relate to one certain production speed can be set constant.

Ein automatischer Frequenzauslösegenerator 68 ist in Fig. 4 dargestellt und enthält eine Neongasschalterröhre 70 mit einer Plattenklemme 70a, die über Widerstände 73 und 72 und die Leitung 74 an die positive Seite des auSladenden Eondensators 49' angeschaltet ist, und eine Kathodenklemme 70b, die über Widerstände 75 und 76 an Masse liegt. Ein Kondensator 77 zwischen der Anodenklemme 70a und Masse bildet zusammen mit dem Widerstand 72 und der Neonröhre 70 einen EippBchwingkreis, der die Wiederholungsgeschwindigkeit steuert, mit welcher der Kondensator 49' durch den Schalter 66 entladen wird.An automatic frequency trip generator 68 is shown in FIG and includes a neon gas switch tube 70 with a plate clamp 70a connected through resistors 73 and 72 and the line 74 to the positive side of the charging capacitor 49 'is switched on, and a cathode terminal 70b, which via resistors 75 and 76 is due to mass. A capacitor 77 forms between the anode terminal 70a and ground together with the resistor 72 and the neon tube 70 an Eipp oscillating circuit which the repetition rate controls at which capacitor 49 'sweeps the switch 66 is discharged.

Die zwischen Masse und der Verbindungsstelle der Widerstände 72 und 73 eingeschaltete Diode 78 schützt din Schalter 66 gegen Umkehr, während induktiver Umkehr der Priinärwicklung 47' bei Vervollständigung der Entladung des Kondensators 49'.The between ground and the junction of resistors 72 and 73 switched on diode 78 protects din switch 66 against reversal, while inductive Reversal of the primary winding 47 'upon completion of the discharge of the capacitor 49 '.

Die Steuerklemae 66b des ,halters 66 ist zwischen die Widerstände 75 und 76 eingeschaltet. Wenn der Kondensator 49' sich auflädt, wird die an ihn zunehmende positive Spannung über die Leitung 74 auf die Schaltröhre 70 aufgebracht, bis das Zünd- oder Durchschlagpotential überschritten ist und die Röhre zündet. Der Stromebß über die Neonröhre 70 erzeugt ein Auslösesignal am Widerstand 76, welches wiederum eine Schaltvorrichtung 66 dreht und dafür Sorge trägt, daß sich der Kondensator 49' rasch über diesen Schalter und die Pristrwicklung 47' entlädt. Sinkt die Spannung am Kondensator 49' unter einen Wert, der ausreicht, um die Leitfähigkeit der Schaltvorrichtung aufrecht zu erhalten, dann hört letztere zu leiten auf (der Schalter öffnet sich) und der Aufladezyklus beginnt von neuem.The control terminals 66b of the holder 66 is between the resistors 75 and 76 switched on. As the capacitor 49 'charges, the charge on it will increase positive voltage is applied across line 74 to interrupter 70 until the Ignition or breakdown potential is exceeded and the tube ignites. The Stromebß Via the neon tube 70 a trigger signal is generated at the resistor 76, which in turn a switching device 66 rotates and ensures that the capacitor 49 'quickly over this switch and the Pristr winding 47' discharges. The tension drops at the capacitor 49 'below a value which is sufficient to the conductivity of the switching device then the latter stops conducting (the switch opens) and the charging cycle begins again.

Der Stromstoß in der Primärwicklung 47', der durch das Entladen des Kondensators 49' erzeugt wird, erregt eine sinusförnige Schwingung von hohem Potential in der Sekundärwicklung 45' des Transformators und der Parallelschwingkreis 44' aus der Wicklung 45' und den Kondensatorelementen 26' und 27' wird in Schwingung versetzt.The surge of current in the primary winding 47 'caused by the discharging of the Capacitor 49 'is generated, excites a sinusoidal oscillation of high potential in the secondary winding 45 'of the transformer and the parallel resonant circuit 44' the winding 45 'and the capacitor elements 26' and 27 'start to oscillate offset.

Eine abgeänderte AusfUhrungaform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in Fig. 5 wiedergegeben, gemäß welcher die Steuerkenne 66b des Schalters 66 an einen Auslösesignalgenerator 80 mit veränderlicher Frequenz angeschaltet ist. Die Frequenz der Auslösesignale von Generator 80 ist abhängig vom Zustand in Relation zum Bedarf an Ozon, beispielsweise die Strömungsgeschwindigkeit einer Flüssigkeit, die mit Ozon gereinigt werden soll. Somit weist ein Rohr 81, durch welches die zu reinigende Flüssigkeit fließt, einen Strömungsmesser 82 auf, der die Strömnngsgeschwindigkeit feststellt und ein Analogsignal auf der Leitung 83 erzeugt, un die Frequenz der Auslöse signale vom Generator zu steuern. Das Ozon wird somit in Übereinstimmung mit dem 3edarfrzeugt.A modified embodiment of the device according to the invention is shown in FIG. 5, according to which the control identifier 66b of the switch 66 is connected to a trigger signal generator 80 of variable frequency. The frequency of the trigger signals from generator 80 depends on the state in relation the need for ozone, for example the flow rate of a liquid, which is to be cleaned with ozone. Thus, a pipe 81 through which the to cleaning liquid flows, a flow meter 82, the the flow velocity detects and generates an analog signal on line 83, un the frequency of the Control trigger signals from the generator. The ozone is thus in compliance with the 3refrzeugt.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich gegenüber den wiedergegebenen Ausführungsformen Änderungen und Verbesserungen vornehmen, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird. So kann beispielsweise nur ein koaxiales Kondensatorelement 26, 27 vorgesehen sein. Man kann auch drei oder mehrere solcher Elemente vorsehen und diese Elemente parallel, aber auch in Reihe schalten. Während bei der wiedergegebenen Ausführungsform das Gas durch Druckverminderung am Austrittsende des Ozongenerators bewegt wird, kann man diese Beugung auch durch Druckerhöhung an der Eingangsseite oder andere geeignete Mittel erzeugen.In the device according to the invention can be compared to the reproduced Embodiments make changes and improvements without departing from the scope of the Invention is abandoned. For example, only one coaxial capacitor element 26, 27 may be provided. It is also possible to provide three or more such elements and connect these elements in parallel, but also in series. While at the reproduced Embodiment the gas by reducing the pressure at the outlet end of the ozone generator is moved, this diffraction can also be achieved by increasing the pressure on the input side or other suitable means.

Selbstverständlich ist die Erfindung auch auf andere Medien als Luft anwendbar.Of course, the invention is also applicable to media other than air applicable.

- Patentansprüche: - - Patent claims: -

Claims

Claims: 1. Device for treating a medium with electrical energy to change the molecular state in the medium with a Pulse modulator connected to the primary winding of a transformer for supply of a pulse to the transformer and to a treatment device with two spaced electrodes and a passage between the electrodes, through which the medium flows when the device is used, that is to say it is not indicated that the treatment device (29, 30) and the secondary winding (45) of the transformer (46) form a parallel resonance circuit, which call oscillations of successively decreasing magnitude in response to that of the transformer (46) generate the pulse supplied by the pulse modulator (25).

2. Device according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c n e t that the inductive reactance of the Iran transformer secondary winding (45) is the same the capacitive reactance of the treatment device (29, 30) at the resonance frequency of the resonance circuit, and that the losses in the resonance circuit are chosen in such a way that that the phase relationship of voltage and current during operation of the pulse modulator at the resonance frequency of the resonance circuit is approx. 90 degrees.

3. Device according to claim 2, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the phase relationship of voltage and current is 86 degrees.

Device according to one or more of the preceding Expectations, d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the device is a device for Production of ozone from normal atmospheric oxygen, the treatment device one Ozonizer with separate, spaced electrodes and the passage between the electrodes is provided.

5. Device according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the electrodes (29, 30) in the ozonizer tubular coaxial concentric are mutually arranged conductors.

6. Device according to one or more of the preceding claims, it is clear that the pulse modulator is a pulse generator is used to excite the resonance circuit and generates damped vibrations, which at the resonant frequency of the resonant circuit call, so that the energy of the vibrations successively an electrostatic field develops between the electrodes, that extends across the passage and a change in molecular state causes in the medium.

7. Device according to one or more of the preceding claims, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the pulse modulator is a pulse-forming, on the primary winding of the transformer is a switch to the Discharge of the pulse-generating circuit is provided and the charging device for charging the pulse-generating circuit with a DC network and an impedance is provided.

8. Device according to claim 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the pulse-forming split contains a capacitor and this capacitor is alternately charged and discharged at a frequency that is lower as is the resonance frequency of the resonance circuit.

9. Device according to claim 7, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t that the switch is a silicon controlled rectifier that is in the pulse modulator delivers a sharp voltage pulse every time it becomes conductive.

10. Device according to claim 7, d a d u r c h g e k e n nz e i c Note that the DC power supply is a current rectifier and the impedance are a charging resistor.

11. Device according to claim 7, d a d u r c h g e k e n nz e i c It should be noted that the rectifier in the pulse-forming modulator always becomes conductive delivers a sharp voltage pulse.

12. Method for treating a medium with electrical energy to change the molecular state in the medium, d u r c h e k e n n z e i c h n e t that the medium between two spaced electrodes in a treatment device passed through while the electrodes are working and the treatment device forms part of a parallel resonance circuit, to which energy is given up in impulses, 80 that call vibrations of one energy as the size Rwi82Xea decreases, the pulses occur in the circle between the electrodes n.

15. The method according to claim 12, d a d u r c h g e k e n n -s e i c n e t that the inductive reactant in the circle is equal to the capacitive reactance between the electrodes of the treatment device is chosen and the losses within of the circle can be adjusted so that the Phase relationship of Resonance voltage and the current as the impulses given to the circle approx. 90 degrees amounts to. L e r s e i t e