DE19714176A1 - Ozonisator und Verfahren zur Herstellung von Ozon - Google Patents

Ozonisator und Verfahren zur Herstellung von Ozon

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Description

Die Erfindung betrifft einen Ozonisator und ein Verfahren zur Herstellung von Ozon, der zwei von einer dielektrischen Barrie­ re getrennte Elektroden aufweist, die an einer Wechselstrom­ quelle angeschlossen sind.
Ozonisatoren sind in den verschiedensten Varianten bekannt und werden in umfangreichen Maße in der Industrie verwendet. Am weitesten verbreitet sind Ozonisatoren, die auf dem Prinzip der "Glimmentladung" basieren. Das grundlegende konstruktive Ele­ ment dieser Ozonisatoren sind zwei metallische Elektroden, die parallel verlaufen und zwischen denen sich eine dielektrische Barriere und ein Kammer zum Durchtritt von Luft bzw. von Sauer­ stoff befindet.
Bei derartigen Ozonisatoren ergeben sich jedoch folgende Pro­ bleme. An das Material für die dielektrische Barriere werden sehr hohe und kaum erfüllbare Anforderungen gestellt, wie z. B. die hohe elektrische Festigkeit, die hohe Gleichartigkeit der Struktur, das Fehlen der nebensächlichen Einschaltungen, die Beibehaltung der Stabilität und die Beibehaltung der notwendi­ gen Charakteristiken bei hohen Laufzeiten unter Einwirkung der Glimmentladung und der hohen Spannung des elektrischen Feldes. Diese Eigenschaften werden durch die Notwendigkeit einer hohen dielektrischen Durchlässigkeit begrenzt.
Bei den existierenden Konstruktionen ist es praktisch unmög­ lich, eine effektive Abkühlung der Glimmentladungszone zu er­ reichen, da bei allen bekannten Konstruktionen die Hochspan­ nungselektrode von einem festen Dielektrikum, z. B. Glas umge­ ben ist, das zur Ausbildung einer dielektrische Barriere dient und i.d.R. eine niedrige Wärmeleitung aufweist. Es gibt Versu­ che zur gleichzeitigen Abkühlung des festen Dielektrikums und der Hochspannungselektrode, z. B. durch Hindurchpumpen eines flüssigen Dielektrikums zwischen Hochspannungselektrode und fe­ stem Dielektrikum, was für die effektive Abkühlung der Glim­ mentladungszone des Ozonisators jedoch ungenügend ist.
Dieses Problem stellt ein grundlegendes Hindernis bei der Kon­ struktion von Ozonisatoren mit hohen Frequenzen bis zu 10000 Hz dar, die einen höheren Wirkungsgrad haben. Diese hohen Frequen­ zen sind nur unter der Bedingung möglich, daß für eine effekti­ ve Wärmeabfuhr gesorgt wird und gleichzeitig eine niedrige Tem­ peratur in der Glimmentladungszone sichergestellt wird.
Eine Vergrößerung der Dicke der dielektrische Barriere (feste und flüssige dielektrische Schichten) führt zu der Notwendig­ keit die entsprechende Wechselspannung zu vergrößern, was einen höheren Energiebedarf bewirkt, ohne die Produktivität des Ozo­ nisators zu erhöhen. Aufgrund dieser Probleme haben derartige Ozonisatoren bisher noch keine Marktreife erlangt.
Aus der DE 29 25 667 ist eine gleichmäßige Einteilung der sta­ tistisch unbestimmten Glimmentladungszonen auf der Oberfläche des festen Dielektrikums bekannt, bei der die zu der Glimment­ ladungszone gewandt Seite mit feinen metallischen Inseln verse­ hen ist. Dadurch wird zwar eine gleichmäßige Verteilung der Glimmentladungen erreicht, jedoch wird die wärmeabfuhr aus der Glimmentladungszone nicht verbessert. Des weiteren befindet sich zwischen dem Kühler und der Gasentladungszone ein festes Dielektrikum, das eine niedrige Wärmeleitfähigkeit aufweist und somit eine unüberwindliche Barriere für die Wärmeabfuhr dar­ stellt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Ozonisator zu schaf­ fen, bei dem die Wärmeableitung aus der Glimmentladungszone ge­ währleistet ist, wodurch eine höhere Leistung erzielt wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode eine Zwischenelektrode an­ geordnet ist, die Zwischenelektrode mit der ersten Elektrode eine Ozonkammer und mit der zweiten Elektrode eine Dielektri­ kumkammer begrenzt, wobei die Dielektrikumkammer eine flüssiges Dielektrikum und die Ozonkammer Luft/Sauerstoff oder bereits erzeugtes Ozon beinhaltet.
Dabei kann die Hochspannungsfrequenz ohne, daß die Gefahr der Rückumwandlung des Ozons in Sauerstoff steigt, erhöht werden, wobei auf dieser Grundlage eine effektivere Konstruktion des Ozonisators ermöglicht wird. Dazu wird erfindungsgemäß die die­ lektrische Barriere ausschließlich aus einem flüssigen Dielek­ trikum verwirklicht.
Der große Vorteil der Erfindung ist die vollständige Selbstwie­ derherstellung der dielektrischen Barriere, im Falle eines durch eine Kammer führenden Durchschlages. Dieses wird er­ reicht, indem die Hochspannung abgeschaltet und wieder einge­ schaltet wird, ohne daß eine Demontage oder Reparatur des Ozo­ nisators nötig ist, was beim Vorhandensein eines festen Dielek­ trikums unvermeidlich wäre.
Für den effektiven Betrieb wird mit Hilfe einer Pumpe durch Eingang A in die Kühlkammer eine Kühlflüssigkeit gepumpt wird, die durch Ausgang A' aus der Kühlkammer austritt, mit Hilfe ei­ ner weiteren wird Pumpe durch Eingang B Luft/Sauerstoff in die Ozonkammer gepumpt wobei Ozon durch Ausgang B' aus der Ozonkammer austritt, mit Hilfe einer dritten Pumpe wird durch Eingang C in eine Kühlkammer ein flüssiges Dielektrikum ge­ pumpt, das durch Ausgang C' aus der Dielektrikumkammer aus­ tritt, die Kühlflüssigkeit und das Dielektrikum werden nach ihrer Abkühlung erneut in die entsprechenden Kammern gepumpt, zusätlich liegt eine durch eine Spannungsversorgung erzeugte hochfrequente Hochspannung an den beiden Elektronen an, die durch Gleichrichtung einer Netzspannung und nachfolgender Fre­ quenzumrichtung und Transformation erzeugt wird.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher er­ läutert. Es zeigt:
Fig. 1 den Querschnitt eines Ozonisators mit zwei zylindri­ schen Elektroden, mit zwei ringförmigen durch eine Zwischenelektrode voneinander getrennten Kammern (Ozonkammer, Dielektrikumkammer), wobei durch die eine Kammer ein flüssiges Dielektrikum und durch den anderen Luft/Sauerstoff strömt;
Fig. 2a den Querschnitt eines Ozonisator nach Fig. 1 jedoch mit flachen Elektroden;
Fig. 2b den Querschnitt eines Ozonisators nach Fig. 2a ent­ lang E-E';
Fig. 3a-c die Querschnitte unterschiedlicher Ausführungsformen der Zwischenelektrode nach den Fig. 1 und 2;
Fig. 4 ein allgemeines Blockdiagramm des Ozonisators mit Pumpen, einer Spannungsquellen, die vorzugsweise ein Transformator ist, einem Gleichrichter, einem Fre­ quenzumrichter (Inverter) und mit einer Ladungsson­ de, sowie mit Leitungen, die die einzelnen Komponen­ ten miteinander verbinden.
In Fig. 1 ist längs der Achse Z die metallische Elektrode 7 angeordnet, an die durch einen Hochspannungsanschluß 9 eine Spannungsquelle 24 angeschlossen ist. Axial zu der Elektrode 7 ist eine Zwischenelektrode 5 beabstandet angeordnet, wodurch ein Dielektrikumkammer 32 entsteht. Durch die Dielektrikumkam­ mer 32 strömt ein flüssiges Dielektrikum 29 vom Eingang C zum Ausgang C'. Die Anordnung der Zwischenelektrode mit der Stärke d2 und mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, an die das flüssige Dielektrikum 29 umspülen, ermöglicht eine gute Abfuhr der Wär­ me aus der Dielektrikumkammer 32, der Glimmentladungszone. Dies ist eines der grundlegenden neuen Elemente des Ozongenerators. Die eigentümliche Besonderheit der Zwischenelektrode ist fol­ gende: die Struktur der Zwischenelektrode 5 ist ungleichartig und so ausgeformt, daß die elektrische Leitfähigkeit der Zwi­ schenelektrode 5 senkrecht zur Oberfläche der Elektroden 3 und 7 und senkrecht zur Achse z (und senkrecht zum Vektor des elek­ trischen Feldes) größer ist als in allen anderen Richtungen, die nicht senkrecht zur Achse z sind, z. B. parallel zum Vektor des elektrischen Feldes und der Achse Z. Des weiteren weist die Zwischenelektrode 5 eine gute Leitfähigkeit senkrecht zur Achse Z auf. Die zweite Elektrode 3 ist über den Anschluß 10 geerdet und ist axial zu den Elektroden 5 und 7 angeordnet. Durch eine Kühlkammer 30, die die Elektrode 3 außen umgibt, wird eine Kühlflüssigkeit 2 geleitet. Die Kühlflüssigkeit wird von einer Pumpe durch einen Eingang A geleitet und verläßt die Kühlkammer 30 durch den Ausgang A'. Zwischen der Elektrode 3 und der Zwi­ schenelektrode 5 befindet sich eine Ozonkammer 31. Die in Ozon zu transformierende Luft/Sauerstoff 4 wird durch Anschluß B in die Ozonkammer 31 geleitet und tritt als Ozon aus Ausgang B' aus. Luft/Sauerstoff wird mit Hilfe einer Pumpe 20 in die Ozon­ kammer 31 gepumpt. Die Dielektrikumkammer 32 wird durch Eingang C mit einem flüssigen Dielektrikum 29 versorgt, was mit Hilfe der Pumpe 21 aus dem Ausgang C' strömt. Die Erzeugung von Ozon geschieht in der folgenden Weise. Durch den Eingang A strömt die Kühlflüssigkeit 2, durch den Eingang B - getrocknete und gekühlte - Luft/Sauerstoff 4 und durch Eingang C das gekühlte flüssige Dielektrikum (zum Beispiel Umspannöl). An der Elektro­ de 7 wird mit Hilfe des den Eingangs D eine hohe elektrische Spannung angelegt, die eine Frequenz von f Hz aufweist. Zwi­ schen den Elektroden 7 und 3 entsteht das elektrische Feld, das aufgrund des Vorhandenseins der flüssigen Dielektrikums in der Dielektrikumkammer 32 die Glimmentladung in der Ozonkammer 31 anregt. Eigentümliche Besonderheit dieser Konstruktion ist, daß die elektrische Spannung nur in den Kammern 31 und 32 wirkt und der Abfall der Spannung auf der Zwischenelektrode, mit der Stärke d2, vernachlässigt werden kann, da das flüssige Dielek­ trikum in der Zwischenelektrode durch die Leiter 6, 8, 11-14 geshuntet wird. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfüllt das flüssige Dielektrikum 29 folgende wichtige Funktionen. Das flüssige Dielektrikum bildet die dielektrische Barriere, kühlt gleichzeitig die Hochspannungselektrode 7 ab und kühlt effektiv die Glimmentladungszone in der Ozonkammer 31 durch die wärme­ leitfähigen vorzugsweise metallischen Elemente 6, 8, 11-14 ab. Da die elektrische Festigkeit des flüssigen Dielektrikums 2-3 mal größer ist als ein festes Dielektrikum mit der gleichen stärke, kann der Abstand d1 der Dielektrikumkammer sehr klein gewählt werden, ohne daß die Gefahr eines Durchschlages der Hochspannung besteht.
Ein weiterer großer Vorteil der Erfindung ist die vollständige Selbstwiederherstellung der dielektrischen Barriere, im Falle eines zufälligen Durchschlages. Dieses kann durch Ab- und An­ schalten der Hochspannung erreicht werden, ohne daß eine Demon­ tage und die Reparatur des Ozonisators nötig wäre, die hingegen beim Vorhandensein eines festen Dielektrikums unvermeidlich wä­ re. Zur Erkennung eines Durchschlages wird eine Ladungssonde 28 verwendet, die die Ladung der Elektrode 7 überprüft. Bei Verän­ derungen der Ladung veranlaßt die Ladungssonde ein Abschalten der Hochspannung für einen kurzen Zeitraum von wenigen Sekun­ den.
Durch die vorliegende erfindungsgemäße Konstruktion des Ozoni­ sators wird die Produktivität wesentlich vergrößert, da eine höhere Wechselspannungsfrequenz im Vergleich zu bekannten Ozo­ nisatoren angewandt werden kann. Es kann eine 120-150 Mal größere Frequenz als die bisherigen 3400 Hz genutzt werden.
In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Ausführung des Ozonisators mit flachen Elektroden dargestellt. Aus der Fig. 2b ist der Aufbau der Elektrode 7 ersichtlich, die mit die Oberfläche ver­ größernden Kühlkörpern versehen ist, um zusätzlich Turbulenzen der abkühlenden Flüssigkeit hervorzurufen. Die Funktionen der bezeichneten Elemente unterscheiden sich von den der in Fig. 1 aufgeführten nicht.
Die Realisation der ungleichartigen Struktur der Zwischenelek­ trode 5 kann in vielerlei Weise erreicht werden, (zum Beispiel, mittels Keramikverbindungen oder Kunststoffen, die mit senk­ recht zu der Zwischenelektrodenoberfläche angeordneten metal­ lischen oder Graphitfäden versehen sind, die in den Zwischene­ lektrodenkörper hineingepreßt werden, oder mittels metalli­ scher Leiter 6, 8, 11-14, deren vergrößerte metallische Ober­ flächen mit einem Durchmesser von d5 und d4 sich in die Ozon­ kammer 31 und in die Dielektrikumkammer 32 erstrecken und senk­ recht zum elektrischen Feld ausgerichtet sind.
In Fig. 3a sind verschiedene Varianten der metallischen Ele­ mente 6 und 8, 11-14 aufgezeigt. Die Formen der Elemente kön­ nen abhängig von der Kapazität und der Produktivität des Ozo­ nisators unterschiedlich ausgestaltet sein (Fig. 3a, 3c). Sehr wichtiger und entscheidender Umstand ist die Wahl der Größe d5 und d4 der metallischen Oberflächen der Leiter 6, 8, 11-14. Die Größe d5 der Fläche, die der Elektrode 7 zugewandt ist, soll so gewählt sein, daß die Kapazität des Kondensators C1 bestehen­ den aus der Fläche mit der Größe d5 und der Dielektrikumkammer 32 mit dem Durchmesser d1 (mit dem flüssigen Dielektrikum mit dielektrischer Konstante 1), innerhalb der folgenden Größe liegt:
Formel 1
I1: minimale Größe des elektrischen Stromes zur Bildung der Glimmentladung,
I2: Größe des elektrischen Stroms zur Funken- und Lichtbogen­ bildung in einem Freiraum mit dem Durchmesser d5,
Sd5: Fläche (m2) des Leiters mit einer Oberflächengröße d5,
d1: Abstand zwischen den Elementen 6, 8 und 7,
ε1: dielektrische Konstante des flüssigen Dielektrikums,
f: Frequenz (Hz) der Versorgungsspannung oder einer äquiva­ lenten Impulsspannung,
U: Größe der elektrischen Spannung (V), die an den Elektroden 3 und 7 anliegt.
Die Größe d2 wird aus Gründen der mechanischen Festigkeit des Zwischenelektrode 5 so gewählt, daß eine sichere Funktion ohne Deformation oder Zerstörung durch den Druck des flüssigen Die­ lektrikumes gewährleistet ist. Die Dicke der Elektrode 5 beein­ flußt die elektrischen und energetischen Charakteristika des Ozonisators nicht. Die Größe d4, sowie die Geometrie der Enden der Elemente 6, 7, 11, 12, 13, 14, die in der Ozonkammer verwendet werden, werden durch die folgende Formel beschrieben
Formel 2:
J1: Dichte des Stromes an den Enden, die sich in die Ozonkam­ mer erstrecken (A/m2),
I: Strom (A), der durch den Leiter verläuft, bestimmt aus der Ungleichheit nach der Formel 1,
Sd4: summarische Fläche eines Endes eines Leiters, das sich in die Ozonkammer erstreckt (m2),
Jug: Dichte des Stromes (A/m2) zur Bildung einer Funken- oder Lichtbogenbildung für das gegebene Material unter Berück­ sichtigung des Luftdrucks oder des Sauerstoffdrucks in der Ozonkammer.
In Fig. 3c ist eine weiter Ausführungsform der Leiter 6 und 8 mit einem zusätzlichen Kühlkörper (oder Radiator) 17 und 18 dargestellt, der die Intensität des Wärmeaustausches bei einer geringeren Flußgeschwindigkeiten des flüssigen Dielektrikumes vergrößert.
Bei Ozonisatoren mit einer großer Leistung oder bei Ozonisato­ ren, bei denen keine Materialbestandteile der Elektroden 3, 5 und 7 in die Ozon-Luft-(Ozon-Sauerstoff-)Mischung geraten dürfen, sind die Oberfläche der Leiter 6 und 8 im Bereich von d4 und der Elektroden 5, 3 mit unterschiedlichen Beschichtungen 33, 34 bedampft (0,003-0,02 mm). Hierbei sind die Schichten Metalloxyde (Aluminium, Magnesium, Titan und anderen) oder der Nitride (Bor, Titan, Kobalt) sowie anderer Isoliermaterialien, die dem Plasma der Glimmentladung standhalten. Fig. 3c zeigt die entsprechende Beschichtung.
Zusätzlich werden durch die Beschichtung 33, 34 Mikrounebenhei­ ten auf der Oberfläche der metallischen Leiter und Elektroden ausgeglichen, so daß die Wahrscheinlichkeit einer Funken- und Lichtbogenbildungen verringert wird.
In Fig. 3b wird eine weitere Ausführungsform der Zwischenelek­ trode 5 gezeigt. So sind parallel zu den Leitern Magnete 15, 16 angeordnet, deren eines Enden sich in die Ozonkammer 31 und de­ ren anderes Ende sich in die Dielektrikumkammer 32 erstreckt. Die Polarität der beiden Enden ist gegenläufig. Hierdurch wird die Erosion der Zwischenelektrode verringert.
Fig. 4 zeigt ein Schema des Ozonisators für die Industrieferti­ gung mit einer Produktivität von 0,2-15 Kilogramm Ozon in der Stunde. Durch die Eingänge A, B, C strömt gereinigte Luft/Sauerstoff 4, flüssiges Dielektrikum 29 und Kühlflüssigkeit mit Hilfe der Pumpen 19, 20 und 21 durch den Ozonisator 25.
Vorteilhafterweise sind die Pumpen 19, 20 und 21 mit - nicht gezeigten - Filtern und Kühlungen versehen. Die Ausgänge A' und C' sind über die Leitungen m-m' und n-n' mit den Eingängen A und C über die Pumpen 19 und 21 verbunden. Die Spannungsver­ sorgung erfolgt durch die Bereitstellung einer Netzspannung 35 die durch einen Gleichrichter 22 gerichtet wird, um dann durch einen Frequenzumrichter (Inverter) 23 auf die gewünschte Fre­ quenz gebracht zu werden. Die benötigte Hochspannung wird durch eine Spannungsquelle 24, vorzugsweise einem Transformator, am Ausgang 9 zur Verfügung gestellt. Die Spannungsquelle 24 weist vorzugsweise eine niedrige eigene Induktivität der Streuung auf. Der Gleichrichter 22 und der Inverter 23 haben Steuerein­ gänge 26 und 27, wodurch z. B. die Höhe der Frequenz f der elek­ trischen Wechselspannung auf dem Eingang D geregelt werden kann, die für Produktivität des Ozonisators verantwortlich ist.
Mit Hilfe der Ladungssonde 28 kann das elektrische Feld an den Elektroden 3, 5, 7 überprüft werden, wodurch bei einem mögli­ chen Durchschlag die Spannungsversorgung für einige Sekunden, vorzugsweise 0,1 bis 2 Sekunden, abgeschaltet werden kann, um die dielektrische Barriere wieder aufzubauen.
Bezugszeichenliste
1
Ozonisator
2
Kühlflüssigkeit
3
Elektrode
4
Luft/Sauerstoff
5
Zwischenelektrode
6
Leiter
7
Elektrode
8
Leiter
9
Hochspannungsanschluß
10
Spannungsanschluß (Erde)
11-14
Leiter
15, 16
Magnet
17, 18
Kühlkörper
19-21
Pumpe
22
Gleichrichter
23
Frequenzumrichter/Inverter
24
Spannungsquelle
25
Ozonisator
26, 27
Versorgungseingang
28
Ladungssonde
29
flüssiges Dielektrikum
30
Kühlkammer
31
Ozonkammer
32
Dielektrikumkammer
33, 34
Beschichtung
35
Netzspannung
d1-d3, d6 Wand und Kammerstärken
d4, d5 metallische Oberfläche
AD Eingang
A'-C' Ausgang
m, n Leitung
n' m' Leitung.

Claims (15)

1. Ozonisator, bestehend aus zwei Elektroden, die an einer Span­ nungsquelle angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Elektrode (3) und der zweiten Elektrode (7) eine Zwischenelektrode (5) angeordnet ist, die Zwischene­ lektrode (7) mit der ersten Elektrode (3) eine Ozonkammer (31) und mit der zweiten Elektrode (7) eine Dielektrikumkammer (32) begrenzt, wobei die Dielektrikumkammer (32) eine flüssiges Die­ lektrikum (29) und die Ozonkammer (31) Luft/Sauerstoff (4) oder bereits erzeugtes Ozon beinhaltet.
2. Ozonisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der Zwischenelektrode (5) senkrecht zum Vektor (R) des durch die Elektroden (3) und (7) aufgebauten elektrischen Feldes bzw. parallel zur Achse Z groß ist und parallel zum Vek­ tor des elektrischen Feldes bzw. senkrecht zur Achse Z klein ist.
3. Ozonisator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelektrode (5) Leiter (6, 8, 11-14) aufweist, deren ei­ nes Ende sich in die Ozonkammer 31 und deren anderes Ende sich in die Dielektrikumkammer 32 erstreckt.
4. Ozonisator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Oberflächen d4 und d5 des Leiter (6, 8, 11-14) durch folgende Ungleichungen charakterisiert sind:
Formel 1
mit
I1: minimale Größe des elektrischen Stromes zur Bildung der Glimmentladung,
I2: Größe des elektrischen Stroms zur Funken- und Lichtbogenbildung in einem Freiraum mit dem Durchmesser d5,
SdS: Fläche (m2) des Leiters mit einer Oberflächengröße d5,
d1: Abstand zwischen Element (6, 8) und der Elektrode (7),
ε1: dielektrische Konstante des flüssigen Dielektrikums (29),
f: Frequenz (Hz) der Versorgungsspannung oder einer äquivalenten Impulsspannung,
U: Größe der elektrischen Spannung (V), die an den Elektroden (3, 7) anliegt,
C1: Kapazität des durch die Oberflächengröße d5 und der Oberfläche der Elektrode (7) über den Abstand d1 entstandenen Kondensators,
wobei die Oberflächengröße d4 sich aus folgender Ungleich be­ stimmt:
Formel 2:
mit
J1: Dichte des Stromes an den Enden der Leiter (6, 8, 11-14), die sich in die Ozonkammer (31) erstrecken (A/m2),
I: Strom (A), der durch den Leiter (6, 8, 11, 14) verläuft, bestimmt aus der Ungleichheit nach der Formel 1.
5. Ozonisator nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Widerstand der Zwischenelektrode (5) senkrecht zum Vektor (R) größer als 100000 Ohm/cm ist, und der Widerstand des Leiters (6, 8, 11-14) weniger als 0,0008 Ohm/cm ist sowie einer Wärmeleitfähigkeit die großer ist als 0,1 cal/(cm×sek×grad) aufweist.
6. Ozonisator nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Leiter (6, 8, 11-14) eine die Wärmeableitung stei­ gernde Form hat.
7. Ozonisator nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Leiter (6) eine die Wärme ableitenden Kühlerkör­ pern (17, 18) aufweist.
8. Ozonisator nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zwischenelektrode (5) Magflete (15, 16) aufweist.
9. Ozonisator nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die der Ozonkammer (31) zugewandten Seiten der Elek­ troden (5) und (3) Beschichtungen (33, 34) aufweisen.
10. Ozonisator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (33, 34) aus Metalloxyd (Aluminium, Magnesium, Ti­ tan und anderen), aus Nitrid (Bor, Titan, Kobalt) oder aus an­ deren Isoliermaterialen (Teflon, Kunststoffe) ist, die dem Plasma der Glimmentladung standhalten.
11. Ozonisator nach den Ansprüchen 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Stromladungssonde (28), die die Spannungsquelle (24) bei einem Durchschlag durch das flüssigen Dielektrikum (29) regelt.
12. Ozonisator nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannungsquelle (24) eine niedrige eigene Streuung der Induktivität aufweist.
13. Ozonisator nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an die Elektrode (3) eine Kühlkammer (30) an­ grenzt.
14. Verfahren zur Herstellung von Ozon mit dem Ozonisator nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer Pumpe durch Eingang A in die Kühlkammer eine Kühlflüssig­ keit gepumpt wird, die durch Ausgang A' aus der Kühlkammer aus­ tritt, mit Hilfe einer weiteren Pumpe durch Eingang B Luft/Sauerstoff in die Ozonkammer gepumpt wird, und Ozon durch Aus­ gang B' aus der Ozonkammer austritt, mit Hilfe einer dritten Pumpe durch Eingang C in eine Kühlkammer ein flüssiges Dielek­ trikum gepumpt wird, das durch Ausgang C' aus der Dielektrikum­ kammer austritt, die Kühlflüssigkeit und das Dielektrikum nach Abkühlung erneut in die entsprechenden Kammern gepumpt werden und eine durch eine Spannungsversorgung erzeugte hochfrequente Hochspannung an den beiden Elektronen an liegt, die durch Gleichrichtung einer Netzspannung und nachfolgender Frequenzum­ richtung und Transformation erzeugt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ladungssonde das elektrische Feld an den Elektroden überprüft und bei einem möglichen Durchschlag die Spannungsversorgung für einige Sekunden, vorzugsweise 0,1 bis 2 Sekunden, abgeschaltet, um die dielektrische Barriere wieder aufzubauen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2925667A1 (de) * 1979-05-22 1980-12-04 Bbc Brown Boveri & Cie Vorrichtung zur erzeugung von ozon

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19713499A1 (de) * 1997-03-17 1998-09-24 Iourii Gribov Ozonisator
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