DE20211429U1 - Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon durch elektrische Entladung - Google Patents
Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon durch elektrische EntladungInfo
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Description
09.07.2002
HTI Maschinen- und Apparatebau GmbH, 76855 Annweiler am Trifels Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon durch elektrische Entladung
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon durch elektrische Entladung. Neben der Art und Anordnung der Elektroden, des Dielektrikums sowie in das Gesamtsystem integrierter Abstandshalter zielt sie insbesondere auf die Beschaffenheit des Entladungsspaltes und der in diesen eventuell eingebrachten Zusatzelemente.
Vorrichtungen zur Herstellung von Ozon durch elektrische Entladung / entsprechende Ozongeneratoren sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Grundsätzlich bestehen derartige Ozonisierungsvorrichtungen aus folgenden Komponenten: Elektroden (als Kondensator), Dielektrikum (elektrisch isolierender Stoff, eingesetzt zur Erhöhung der Kapazität des Kondensators), Abstandshaltern (zwischen den Elektroden oder zwischen Elektrode und Dielektrikum), einem Kühlsystem, einer Stromquelle und einer Halte- oder Einbauvorrichtung für das Gesamtsystem.
Den Basisstoff, aus dem das Ozon erzeugt wird, bildet eine durch die Ozonisierungsvorrichtung strömende sauerstoffhaltige Verbindung (z.B. Luft). Alternativ wird auch reiner Sauerstoff verwendet. Vorrichtungen zur Ozonerzeugung lassen sich grob in zwei Konstruktionstypen einteilen. Einerseits liegen die Elektroden und das Dielektrikum in plattenartiger Form vor und werden über- oder nebeneinander angeordnet, andererseits sind die Elektroden und das Dielektrikum in Rohrform unterschiedlicher Größe ausgebildet und werden ineinander geschoben.
Bei der Entwicklung von Ozonisierungsvorrichtungen wird insbesondere darauf geachtet, daß die Beschaffenheit und Anordnung der zuvor genannten Einzelelemente derart gegeben bzw. ausgeführt ist, daß der sich zwischen den Elektroden, sprich im Entladungsspalt, vollziehende Prozess der Ozonerzeugung auf möglichst optimale Art und Weise vonstatten gehen kann. Hierzu ist insbesondere zweierlei notwendig: Zum einen muss die konkrete Bauweise des Ozonerzeugers hohe Kapazitäten und Wirkungsgrade des Kondensators und somit eine relativ große Menge an erzeugbarem Ozon ermöglichen; zum anderen muss der Entladungsspalt in einer Art beschaffen sein (glatt, regelmäßig, eventuell unter Einsatz von Abstandshaltern oder ähnlichem), die die Gasströmung fördert bzw. zumindest nicht hemmt.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon durch elektrische Entladung anzugeben, die die zuvor genannten Kriterien in hohem Maße erfüllt und demzufolge durch entsprechende Vorrichtungen die Herstellbarkeit einer relativ großen Menge an Ozon in einem zumindest nicht durch Unregelmäßigkeiten in seiner Funktion beschränkten Entladungsspalt gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird die zuvor genannte Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gegenstand der Erfindung ist es, eine der zuvor genannten Aufgabenstellung entsprechende Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon durch elektrische Entladung ermöglicht zu haben, indem in den Entladungspalt der Ozonisierungsvorrichtung ein Gebilde (z.B. ein dreidimensional ausgeprägtes Drahtgeflecht) eingesetzt wird, welches gleichzeitig eine eigene Elektrode oder eine Erweiterung der an ihm anliegenden rohr- oder plattenförmigen (oder ähnliches) Elektrode oder ein Dielektrikum und einen Abstandshalter zur Regulierung des Entladungsspalts darstellt.
Die Erfindung inklusive ihrer wesentlichen Vorteile wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Die Zeichnungen zeigen nur zwei mögliche Wege zum Ausführen der Erfindung. Dargestellt ist je Zeichnung ein Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon durch elektrische Entladung, in diesem Fall jeweils in Form einer rohrförmigen Ozonisierungsvorrichtung.
Ausführungsbeispiel 1 — Fig.1 - veranschaulicht eine Ozonisierungsvorrichtung mit nur einem Elektrodenpaar. Zeichnungsgemäß sind zwei rohrförmige Elektroden (z.B. aus Edelstahl) (1, 2), von denen eine (2) mit einem Dielektrikum (3) (z.B. einer Emaillebeschichtung) versehen ist, sowie ein ebenfalls rohrförmiges Gebilde beispielsweise ein Drahtgeflecht (4) erkennbar.
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Auf die Darstellung einer Stromquelle, eines eventuell um die äußere Elektrode (1) herumliegenden Kühlsystems und einer Halte- oder Einbauvorrichtung für das Gesamtsystem kann verzichtet werden.
Das Drahtgeflecht (4) liegt sowohl eng an einer Elektrode (1) als auch eng am Dielektrikum (3) an. Der Entladungsspalt wird somit durch die im netzartigen Drahtgeflecht (4) befindlichen Hohlräume gebildet. Gleichzeitig sichert das Gebilde (4), dass die Breite des Entladungsspaltes, also die Distanz zwischen dem Dielektrikum (3) und der einen Elektrode (1) regelmäßig ausgeprägt ist. In diesem Sinne dient das Gebilde (4) als Abstandshalter. Der Entladungsspalt ist glatter und regelmäßiger als bei einer Vorrichtung, die beispielsweise lediglich in gewissen Abständen achsparallel zu den Rohren eingesetzte Stifte/Kontaktstellen/Stützelemente oder ähnliches zu Zwecken der Abstandshaltung verwendet.
Von Bedeutung ist, dass das elektrische Feld im Entladungsspalt durch den Einsatz des Gebildes derart verzerrt wird, dass Zonen mit inhomogenem Feld entstehen. Hierdurch sowie durch die netzartige Form des Drahtgeflechts (4) und die zuvor beschriebene Verregelmäßigung der Gasströmung wird eine der Aufgabenstellung entsprechende Verbesserung des Wirkungsgrades des Ozonerzeugers erreicht.
Ausführungsbeispiel 2 - Fig. 2 - zeigt das gleiche Grundprinzip, angewandt in einer Ozonisierungsvorrichtung mit zwei Elektrodenpaaren. Zeichnungsgemäß werden wiederum rohrförmige Einzelbauteile verwendet. Erkennbar sind zwei Elekrodenpaare, bestehend aus drei Elektroden. Das außen liegende Elektrodenpaar wird von einem Rohr (1) (z.B. aus Edelstahl) als erster und dem Drahtgeflecht (4) als zweiter Elektrode gebildet. Das Rohr (1) ist nach innen hin mit einem Dielektrikum (5) (z.B. einer Emaillebeschichtung) versehen. Das innen befindliche Elektrodenpaar wird ebenfalls von einem Rohr (2) (z.B. aus Edelstahl) als erster und ebenfalls dem Drahtgeflecht (4) als zweiter Elektrode gebildet. Das Rohr (2) ist nach außen hin mit einem Dielektrikum (3) (z.B. einer Emaillebeschichtung) versehen. Die zwei Elektrodenpaare bilden gleichzeitig zwei Kondensatoren. Auf die Darstellung einer Stromquelle, eines eventuell um die äußere Elektrode (1) herumliegenden Kühlsystems und einer Halte- oder Einbauvorrichtung für das Gesamtsystem kann wiederum verzichtet werden.
Diese Art, die Erfindung auszuführen, weist grundsätzlich die gleichen Vorteile und Wirkungsweisen auf, die schon im Zusammenhang mit Ausführungsbeispiel 1 dargelegt wurden. Ein erster Unterschied besteht darin, dass das Drahtgeflecht (4) nun für sich alleine eine Elektrode bildet (genauer gesagt sogar zwei, je eine in jedem Elektrodenpaar); ein anderer darin, dass der durch die im netzartigen Drahtgeflecht (4) befindlichen Hohlräume gebildete Entladungsspalt nun als ebensolcher für gleich beide Elektrodenpaare dient. Die beschriebenen Vorteile des Einbaus des Drahtgeflechts in die Ozonisierungsvorrichtung schlagen sich in diesem Punkt mitunter gleich zweifach nieder.
Das in den Entladungsspalt eingebrachte Gebilde kann - wie soeben beschrieben beispielsweise als dreidimensional ausgeprägtes Drahtgeflecht aus ozonbeständigem, leitendem Material vorliegen. Alternativ könnte es - mit entsprechenden Wirkungsänderungen - auch aus einem ozonbeständigen, nichtleitenden Material bestehen, das auf Grund einer hohen Dielektrizitätskonstante die gewünschte Feldverzerrung bewirkt.
Die beschriebenen Vorteile der Erfindung bringen weitere Vergünstigungen mit sich. So lässt sich beispielsweise dadurch, dass das Gebilde unter anderem als Abstandshalter dient, erreichen, dass zum Beispiel für die Stahlrohre, die die ringförmigen Elektroden bilden, normal toleriertes Rohr verwendet werden kann.
Claims (9)
1. Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon durch elektrische Entladung, bestehend aus mindestens zwei Elektroden, mindestens einem Entladungsspalt und mindestens einem Dielektrikum, bei der in den Entladungsspalt ein Gebilde eingebracht ist, dass durch einen geringen Füllfaktor den Gasstrom nur minimal behindert und dass das elektrische Feld so verzerrt, dass Zonen mit inhomogenem Feld entstehen.
2. Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon durch elektrische Entladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebilde gleichzeitig einen Abstandshalter darstellt. Das Gebilde kann diese Abstandshalter-Funktion zwischen mindestens zwei Elektroden, zwischen mindestens zwei Dielektrika oder zwischen mindestens einer Elektrode und mindestens einem Dielektrikum ausüben.
3. Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon durch elektrische Entladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebilde aus einem ozonbeständigen, nichtleitenden Material besteht, dass auf Grund einer hohen Dielektrizitätskonstante die gewünschte Feldverzerrung bewirkt.
4. Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon durch elektrische Entladung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebilde aus einem ozonbeständigen, leitenden Material besteht.
5. Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon durch elektrische Entladung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebilde derart angeordnet ist, dass es zwecks Verbesserung der Wärmeausfuhr aus dem Gasraum einen Kontakt mit einer Elektrode macht.
6. Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon durch elektrische Entladung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebilde zwischen zwei Dielektrika platziert ist.
7. Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon durch elektrische Entladung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebilde auf frei floatendem Potential liegt.
8. Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon durch elektrische Entladung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebilde auf einem festgelegten Potential gegenüber den Elektroden, z. B. beide Elektroden auf Erdpotential und das Gebilde auf Hochspannungspotential - zwecks Erleichterung einer Kühlung beider Elektroden mittels Kühlmittel -, liegt.
9. Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon durch elektrische Entladung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebilde als dreidimensionales Drahtgeflecht ausgeführt ist.
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2002
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