DE2240986A1

DE2240986A1 - Koronaerzeuger

Info

Publication number: DE2240986A1
Application number: DE2240986A
Authority: DE
Inventors: Frank E Lowther
Original assignee: Purification Sciences Inc
Current assignee: Purification Sciences Inc
Priority date: 1971-08-25
Filing date: 1972-08-21
Publication date: 1973-03-01
Also published as: NL7211424A; CA979486A; CH580875A5; BR7205747D0; AR197198A1; SE379126B; GB1407249A; DE2240986C2; FR2151394A5; US3784838A; JPS4831091A

Description

22A0986

DlPL-ING. HORST RÖSE DIPL.-ING. PETER Koset PATENTANWÄLTE

3353 Bad Gandershelm, .18. .AUgUSt 1972

Postfach 129

Hohenhöfen5

Telefon: (05382) 2842

Telegramm-Adresse: Siedpatent Badganderehelm

Unsere Akten-Nr. 261 4/4

Purification Sciences, Inc.

Patentgesuch vom 18. August 1972

Purification Sciences, Inc.

103 Castle Street
Geneva« N.Y. 14456
V.St.A.

Koronaerzeuger

(Zusatz zur Patentanmeldung P 22 22 300.3; Anwaltsakte 2614/3)

Die Erfindung "betrifft einen Koronaerzeuger mit Elektroden, welche zwischen sich mindestens eine Koronaentladungskammer definieren, nach Patentanmeldung P22 22 300.3.

Die Hauptanmeldung P 22 22 300,3, auf deren gesamten Inhalt ausdrücklich Bezug genommen wird, um in der vorliegenden Anmeldung Längen und unnötige Wiederholungen zu vermeiden, betrifft einen Koronaerzeuger mit einer mengenmäßig für Industrielle Zwecke geeigneten Ausbringung von Ozon.

Ra/St

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Es ist bekannt, daß die Ozonausbringung aus einem Ozonerzeuger proportional zu der Frequenz der an die Elektroden angelegten Spannung ist. Jedoch steigen auch die Wärmever*- luste proportional zur Frequenz an, und da bei allen kommerziellen Ozonerzeugern - mit Ausnahme des Ozonerzeugers nach dem Hauptpatent - die Leistung durch die Wärmeverluste begrenzt ist, kann die Ozonausbeute bei den bekannten kommerziellen Ozonerzeugern nicht durch Erhöhen der Frequenz vergrößert werden. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch bei kommerziellen Ozonerzeugern von wesentlichem Nutzen sein, da es möglich ist, durch Erhöhen der angelegten Frequenz dieselbe Ozonausbeute zu erzielen und dabei die angelegte Spannung zu senken. Dies ist deshalb wichtig, weil die Zahl der Ausfälle bei Ozonerzeugungszellen mit der Höhe der angelegten Spannung steigt. Verringert man also die angelegte Spannung, geht auch die Zahl der Ausfälle zurück und man braucht die Zellen weniger oft zu ersetzen. Zudem sind Transformatoren für niedrige Spannungen billiger als solche für hohe Spannungen, und die Betriebsgefahr verringert sich im allgemeinen bei niedrigen Spannungen,

Gewöhnlich würde man wegen der benötigten Leistungen zum Liefern der benötigten Mittelfrequenten Spannungen einen rotierenden Umformer verwenden, da die Kosten für übliche Halbleiter-Frequenzwandler der hier interessierenden Frequenz und Leistung etwa fünf-bis zehnmal höher sind als diejenigen für einen rotierenden Umformer, Dies beruht zum Teil darauf, daß ein solcher Halbleiter- Frequenzwandler in der benötigten Leistung Thyristoren verwenden muß, zu deren Abschaltung spezielle Löschschaltungen mit teuren und hochwertigen Bauelementen erforderlich sind.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, Nachteile der bekannten kommerziellen Koronaerzeuger zu vermeiden.

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Erfindungsgemäß wird dies "bei einem eingangs genannten Koronaerzeuger dadurch erreicht, daß an diesen ein Frequenzwandler zum Umwandeln einer niederfrequenten Speisefrequenz in eine höhere, für die Speisung des Koronaerzeugers dienende Frequenz vorgesehen ist, daß der Frequenzwandler einen Gleichriehter zum Gleichrichten der Speisefr^uenz aufweist, und daß er eine an die Gleichrichter angeschlossene Zerhackerschaltung zum Zerhacken der gleichgerichteten Spannung aufweist, wobei die Zerhackerschaltung einen Thyristor, eine an diesen angeschlossene Zündschaltung und eine mit dem Thyristor verbundene Löschschaltung aufweist, welch letztere einen Transformator aufweist, der den Tyristor mit dem Koronaerzeuger verbindet. Nach der Erfindung wird also in überraschender Weise keine gesonderte Löschschaltung benötigt, da es sich gezeigt hat, daß die über den Transformator beim Tyristor abgebildeten elektrischen Parameter einer im Betrieb befindlichen Koronaerzeugungszelle wie eine Löschschaltung für den Tyristor wirken. Hierdurch verringern sich die Kosten eines solchen Frequenzwandlers in wesentlichem Maße. - Die genauen Gründe, warum eine Koronaerzeugungszelle in Verbindung mit dem Transformator als Löschschaltung wirkt, sind nicht bekannt, dürften jedoch auf elektrischen Besonderheiten des Ozonerzeugers beruhen, die über den Transformator am Tyristor sozusagen abgebildet werden.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargeSüallisn Ausführungsbeispiel, Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Frequenzwandlers, wobei der angeschlossene Koronaerzeuger schematisch -angedeutet ist,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Koronaerzeugers; diese Vorderansicht zeigt die Schalt- und Bedienungstafel des Koronaerzeugers,

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Fig· 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht des Koronaerzeugers nach Pig, 2,

Fig. 4 eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht auf den Koronaerzeuger nach Fig. 2,

Fig. 5 eine schematische Darstellung, welche den Strömungsverlauf des verwendeten Reaktions- Strömungsmittels zeigt,

Fig. 6 eine vereinfachte, schematische Darstellung, welche die Strömung des Reaktionsmittels in den und durch den Koronaerzeugerkern und den Strömungsverlauf des Reaktionserzeugnisses aus diesem Kern heraus darstellt,

Fig. 7 ein Schaltbild des Netzanschlußteils eines erfindungsgemäßen Koronaerzeugers,

Fig. 8 eine teilweise geschnittene Vorderansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Koronaerzeugungszelle,

Fig. 9 einen vergrößerten Teilschnitt, gesehen längs der Linie 19-19 der Fig. 8,

Fig. 10 einen vertikalen Teilschnitt, geselei längs der Linie 20-20 der Fig. 8,

Fig. 11 ein Schaltbild, welches eine Reihenschaltung der einzelnen Koronaerzeugungszellen eines Koronaerzeugungskerns zeigt,

Fig. 12 ein Schaltbild, welches eine kombinierte Reihen-Parallel-Schal tung der einzelnen Koronaerzeugungszellen zeigt, und

Fig. 13 ein Schaltbild, welches eine Parallelschaltung der einzelnen Koronaerzeugungszellen zeigt.

In der Zeichnung sind gleiche oder gleichwirkende Teile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Der Frequenzwandler 1Odes im Ausführungsbeispiel dargestellten Ozonerzeugers mit seinem Frequenzwandler 10 ist zum Betrieb an einem Wechselstromnetz (z.B. 220 V Wechselstrom, 50 oder 60 Hz) ausgelegt; der verwendete Ozonerzeuger hat sechs Zellen und erzeugt etwa 2,7 kg Ozon pro Tag.

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Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Frequenzwandlers 10, welcher dazu dient, die Frequenz (und beim vorliegenden Ausführungsbeispiel auch die Spannung) gegenüber der zugeführten Netzfrequenz und Netzspannung (Symbole 12 und 42 in Fig. 1) heraufzusetzen und einem Koronaerzeuger 14 zuzuführen.

Der Koronaerzeuger 14 ist in Fig. 1 nur schematisch in Form von zwei im Abstand voneinander angeordneten Elektroden dargestellt, welche jeweils einen dielektrischen Überzug 13 aufweisen. In bevorzugter Weise wird ein sechszeiliger Ozonerzeuger von der Art verwendet, wie sie im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 13 beschrieben wird.

Der Frequenzwandler 10 weist einen Gleichrichterteil 16 und einen Zerhackerteil 18 in Form einer sogenannten Impulsschaltung auf. Der Gleichrichterteil enthält eine als Einweggleichrichter geschaltete Diode D 1 (52,B. Typ IF 119OA von ROA) und einen Siebkondensator 0 1 (z.B. 1000 Mikrofarad, 350 Volt).

Zum Zerhacken der Gleichspannung am Kondensator 0 1 dient der Zerhackerteil 18, welcher einen steuerbaren Gleichrichter in Form eines Thyristors 34, eine Zündschaltung 36 und einen !Transformator TR-1 aufweist, welch letzterer den Thyristor 34 mit dem Koronaerzeuger 14 verbindelt.

Als Zündschaltung wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine an sich bekannte Schaltung mit relativ geringer Leistung verwendet, welche periodisch Zündimpulse zum Zünden des Thyristors 34 erzeugt; beim Ausführungsbeispiel sind dies 10-Volt-Zündimpulse, welche der Steuerelektrode 40 des Thyristors 34 zugeführt.werden. Zur Spannungsversorgung der Zündschaltung 36 dient eine Netzspannungsquelle 42 von 110 V und 60 Hz. Die Zündschaltung 36 enthält einen Zweibasistransistor T-1, der über einen Transformator TR-2 an die Spannungsquelle 42 angeschlossen ist, ferner eine Gleichrichterdiode D 2, Kondensatoren C 2 und C 3, einen veränderbaren Widerstand R 1, zum Verändern der Impulsfrequenz, sowie

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Widerstände R 2, R 3 und R 4. Beim Einschalten hat der Widerstand R 2 z.B. einen Wert von etwa 5OOOO Ohm, wodurch der Koronaerzeuger 14 eine niederfrequente Spannung zugeführt erhält. Allmählig wird das System auf Leistung gebracht, wobei der Widerstand R 1 dann z.B. einen Wert von 11500 Ohm hat und eine Spannung mit einer Frequenz von ca.. 2 kHz erzeugt wird. Der Transformator TR-1 hat ein Übersetzungsverhältnis von etwa 15:1> so daß am Koronagenerator 14 dann eine Wechselspannung mit einem Effektivwert von etwa 3500 Volt anliegt. Die Arbeitsweise der Zündschaltung 36 beruht auf einer periodischen Aufladung des Kondensators C 3 und seiner nachfolgenden Entladung über den Transistor T-1.

In der Schaltung nach Pig. 1 können z.B. folgende typischen Werte für die einzelnen Schaltelemente verwendet werden:

D 2 GE-IN 537

C 2 100 Mikrofarad, 50 V

C 3 0,047 Mikrofarad, 100 V

T 1 GE 2N2646

TR-2 Transformator mit 25 V Sekundärspannung

TR-1 Spezialtransformator 4KV6 3500 V,

2000 Hz von NWL Inc., Trenton, New Jersey

Thyristor 34 Typ 4.0RCS70 von International Rectifier ·

R 1 wariabler Widerstand, 50000 0hm

R 2 150 0hm

R 3 4700 Ohm

. R 4 100 0hm.

In überraschender Weise hat es sich bei dem beschriebenen Frequenzwandler 10 gezeigt, daß beim Anschluß eines Koronagenerator 14 über den Transformator TR-1 der Thyristor 34 automatisch gelöscht wird, ohne daß hierzu eine besondere Löschschaltung erforderlich wäre. In dieser Maßnahme, nehmlich dem Einsparen einer gesonderten Löschschaltung, wird ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung gesehen. Die Vorgänge, die zum automatischen Abschalten des Thyristors

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fuhren, sind noch nicht völlig geklärt, doch wird angenommen, daß nichtlineare Kapazitätsänderungen des Ozongenerators über den transformator TR-1 auf den Thyristor 34 zurückwirken. Bei dem "beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Thyristor 34 etwa eine Viertel-Periodendauer nach dem Zünden wieder gelöscht.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung ist, daß ein Ozongenerator von einem Frequenzwandler keine glatte, oberwellenfreie Sinusspannung benötigt. Man spart hierdurch die Kosten und den technischen Aufwand für da& Ausfiltern dieser Oberwellen, wodurch sich die Kosten eines Halbleiter-Frequenzwandlers wesentlich verringern lassen. - Wie im Hauptpatent ausführlich beschrieben wurde, ist die Ozonausbeute proportional zum Quadrat der angelegten Spitzenspannung und proportional zur angelegten Frequenz, Die Wellenform der angelegten Spannung ist also von untergeordneter Bedeutung, und es kommt im wesentlichen auf die Größe der Spitzenspannung und auf die Frequenz an.

In Fig. 1 ist oben rechts die unregelmäßige Spannungsform 60 dargestellt, wie sie von einem erfindungsgemäßen Frequenzwandler erzeugt wird. Diese Spannungsform hat sich als durchaus zufriedenstellend erwiesen. Ersichtlich ist diese Spannungsform weit von einer glatten Sinusform entfernt. Unter dem Begriff »unregelmäßig», wie er in der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, soll dabei eine Kurvenform verstanden werden, die keine Sinus-, Rechteck-, Dreieckoder sonstige "regelmäßige" Kurve ist, denn diese "regelmäßigen" Kurven erfordern spezielle Schaltungen zu ihrer Erzeugung. Bei der Erfindung ist man also in sehr vorteilhafter Weise von der Verbraucherseite her nicht auf eine besondere Spannungsform festgelegt, sondern es werden praktisch nur bestimmte Forderungen hinsichtlich der Höhe der Spannung und der Höhe der Frequenz gestellt. Z.B. ist die "unregelmäßige" Huvenform 60 nach Fig. 1, die mit einer sehr einfachen Schaltung erzeugt wird, durchaus nützlich für den beschriebenen Anwendungszweck, und man muß sie nicht in eine bestimmte

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"regelmäßige" Form umwandeln oder in dieser "regelmäßigen" Form erhalten. - Der Punkt 62 der Kurve 60 stellt den Punkt dar, an dem der Thyristor 34 eingeschaltet wird, während 64 den Punkt darstellt, an dem der Thyristor gelöscht (abgeschaltet) wird.

Naturgemäß sind bei der Schaltung nach Fig. 1 Abwandlungen möglich. Obwohl z.B. nach den bisherigen Feststellungen ein Transformator an der Stelle TR-1 unerläßlich erscheint, braucht dies kein Aufwärtstransformator zu sein, sondern es könnte auch ein Transformator mit dem übersetzungsverhältnis 1:1 verwendet werden. Ferner kann statt Luft oder Sauerstoff auch ein anderes Reaktions- Strömungsmittel in der Koronakammer verwendet werden, und der Koronaerzeuger muß nicht unbedingt ein Ozonerzeuger sein. Anstatt die Spannung zu zerhacken und dann mittels des Transformators TR-1 hinauf zu transformieren, kann man auch die Spannung zuerst erhöhen, dann (mittels eines Hochspannungsgleichrichters) gleichrichten, und dann zerhacken. Es wäre jedoch immer noch erforderlich, den Ozongenerator über einen Transformator (ggf. mit dem Übersetzungsverhältnis 1:1) anzuschließen, um ein automatisches Löschen des Thyristors 34 zu bewirken. Falls Thyristoren mit der erforderlichen Spannung nicht zur Verfügung stehen, kann man eine Reihenschaltung von Thyristoren oder aber ein Thyratron verwenden. Anstelle des beschriebenen Koronaerzeugers können andere Bauarten verwendet werden.

In bevorzugter Weise wird für die vorliegenden Erfindung ein Ozongenerator verwendet, wie er als Ozonerzeuger 110 im zugehörigen Hauptpatent dargestellt und beschrieben ist, auf welches hierfür ausdrücklich Bezug genommen wird. Der Vollständigkeit halber wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 13 der vorliegenden Anmeldung eine Beschreibung eines solchen Ozongenerators gegeben.

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Der Koronaerzeuger 110

Die Pig. 2 bis 7 zeigen die Anordnung der verschiedenen Teile nach der Erfindung. Die Fig. 2 bis 4 zeigen den im folgenden auch als Koronareaktor bezeichneten erfindungsgemäßen Koronaerzeuger 110. Dieser hat ein Gehäuse 112 mit einem Koronareaktorkern 114, einen Transformator 116, nehmlich den oben beschriebenen Transformator TR-1, ein Gebläse 118 und auf der Vorderseite eine Überwachungs- und Bedienungstafel 120. Der Koronareaktorkern 114 besteht aus mehreren einzelnen, getrennt herausnehmbaren, luftdichten Koronareaktorzellen 121,

Das Wesentliche der Erfindung ist in dem Koronareaktorkern 114 und den Koronareaktorzellen 121 zu sehen, die nachstehend unter den entsprechenden Überschriften noch ausführlicher beschrieben werden. An dieser Stelle sei nur soviel bemerkt, daß:

1) die elektrische Stromversorgung des Koronareaktorkernel 14 über den Transformator 116 und elektrische leitungen 122 und 124 erfolgt,

2\ ein Reaktions-Strömungsmittel (bei Verwendung als Ozongenerator wäre es Luft, Sauerstoff oder ein säuerstoffhaltiges Strömungsmittel) dem Koronareaktorkern 114 aus einer Quelle über ein Einlaßrohr 126 zugeführt wird.

3) das Reaktionsprodukt in Form eines Strömungsmittels aus dem Koronareaktorkern 114 über ein Auslaßrohr 128 entfernt wird, und

4) der Koronareaktorkern 114 durch das Gebläse 118 mit Luft gekühlt wird.

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"■* I ν/ ·"*

Das Gehäuse 112

Das Gehäuse 112 enthält die Überwachungs- und Bedienungstafel 120, eine Rückwand 130, zwei Seitenwände 132 und 134, eine Abdeckung 136 und einen Boden 138, der höher als die Oberfläche liegt, auf der der Koronareaktor 110 mit Füßen 140 steht. Die Abdeckung 136 läßt sich mit Hilfe (nicht dargestellter) Schrauben oder ähnlicher Verbindungsvorrichtungen leicht abnehmen, um das Innere des Gehäuses leicht zugänglich zu machen, insbesondere zur Ergänzung und/ oder Entfernung einzelner Koronareaktorzellen 121 des Kerns 114. Die Abdeckung enthält eine luftauslaßöffnung 142 über dem Koronareaktorkern 114, die mit einem Drahtgitter 144 abgedeckt ist. Der Boden 138 enthält eine Lufteinlaßöffnung unter dem Gebläse 118,

Das Gehäuse weist einen weiteren Boden 148 auf, der mit Füßen 150 auf dem Boden 138 ruht, so daß sich ein Raum zwischen den beiden Böden zur Unterbringung des Gebläses 118 ergibt. Der Boden 148 trägt den Koronareaktorkern 114 mit einer Einspannvorrichtung 152 (die sich schnell festziehen und lösen läßt, wie noch näher beschrieben wird), um die einzelnen Koronareaktorzellen 121 in einer bausteinartigen Anordnung zusammenzuhalten.

Die Uberwachungs- und Bedienungstafel 120

Das folgende bezieht sich auf die Fig. 2, 5 und 7. Ein Strömungsmittel-Rohrleitungs- und Strömungsmittel-Steuersystem 154 (Fig. 5) enthält die Einlaß- und Auslaßrohre 126 und 128, die an die einzelnen Koronareaktorzellen 121 des Koronareaktorkerns 114 angeschlossen sind. Die Strömungsgeschwindigkeit in den, durch den und aus dem Koronareaktorkern 114 (siehe Fig. 5 und 6) und die bzw. den Leitungen 126 und128 wird durch einen Strömungsmesser 156 an der Tafel 120 angezeigt und in dem Auslaßrohr 128 durch ein Strömungsregelventil 158 (Fig. 5) mit einem Drehknopf 160 (Fig. 5) an der Tafel 120 eingestellt. Der Strömungsmesser 156 kann in an sich bekannter Weise ausgebildet sein. So kann er beispielsweise eine vertikal bewegbare Kugel enthalten, die die Strömungsgeschwindigkeit ,.des Strömungsmittels in einer Volumen-

einheit pro Zeiteinheit anzeigt.

Der Druck des Strömungsmittels in dem System 154 wird durch einen Druckmesser 162 an der Tafel 120 angezeigt und kann durch ein Druckregelventil 164 (Pig. 5), das in dem Einlaßrohr 126 liegt und mit einem Drehknopf 166 (Pig. 2) versehen ist, eingestellt werden.

Ein vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß an dem Auslaßrohr 128 ein Strömungsmittelprobenentnahmerohr 168 (Fig. 5 angeschlossen ist,' Ferner ist ein Entnahmeventil 170 (Pig. 5) in dem Entnahmerohr 168 angeordnet und mit einem Entnahmeventil-Drehknopf 172 (Pig. 2) auf der Tafel 120 verbunden.

Die Enden 176 der Rohre 126, 128 und 166 sind jeweils mit Anschlüssen 174 bzw. 176 bzw. 178 versehen, die an der Tafel 120 befestigt sind. 174 stellt den Strömungsmitteleinlaßanschluß, 178 den Probenentnahmeanschluß und 176 den Reaktionsproduktauslaßanschluß dar. Man kann so direkt an der Tafel 120 entsprechende Verbindungen herstellen.

Nach den Pig. 2 und 7 ist die elektrische Stromversorgungsschaltung 180 der Frequenzwandler 10 nach Pig. 1. Ein Stromversorgungs-EIKAAUS-Sehalter 184 liegt in der Schaltung 180 und ist an der Tafel 120 angeordnet. Eine Kontroll-Lampe 186 ist an die Schaltung 180 angeschlossen und leuchtet auf, wenn die Stromversorgung eingeschaltet wird. Durch das Schließen des Schalters 184 wird, siehe Pig. 7» das Gebläse 118 eingeschaltet und die Lampe 186 zum Aufleuchten gebracht.

Die dem Koronareaktorkern 114 zugeführte Leistung ist mit Hilfe des Widerstands R 1(Pig. 1) einstellbar. Der Drehknopf 190 des Widerstands R 1 befindet sich an der Tafel 120. Die dem Koronareaktorkern 114 zugeführte Leistung wird durch ein Wattmeter 192 an der Tafel 120 angezeigt.

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Der Koronareaktorkern 114

Nach den Fig. 3 und 4 enthält der Koronareaktorkern 114 mehrere einzelne Koronareaktorzellen 121, die durch eine Einspannvorrichtung 152 zusammengehalten werden. Die Koronareaktorzellen 121 werden anhand der Fig. 8 bis 10 ausführlicher beschrieben.

Der Koronareaktorkern 114 ist über die elektrischen Leitungen 122 und 124.an den Transformator 116 angeschlossen. Die verschiedenen Schaltungsarten der einzelnen Koronareaktorzellen 121 werden später noch ausführlicher beschrieben, und zwar unter der Überschrift "Die elektrischen Schaltungen,"

Die Strömungsmittelrohre stehen wie folgt mit dem Koronareaktorkern 114 in Verbindung: Das Einlaßrohr 126 ist an ein Einlaßsammeirohr 194 (Fig. 3 und 4 auf der einen Seite des Koronareaktorkerns 114 angeschlossen. Das Auslaßrohr 128 ist an ein Auslaßsammeirohr 196 (Fig. 4) auf der gegenüberliegenden Seite des Koronareaktorkerns 114 angeschlossen. Wie noch ausführlicher beschrieben wird, steht jede Koronareaktorzelle 121 über ein Einlaßrohr 198 mit dem Einlaßsammeirohr 194 und über ein Auslaßrohr 200 mit dem Auslaßsammeirohr 196 in Verbindung. Die Rohre 198 und 200 sind durch an sich bekannte Anschlüsse 202 (Fig. 3 und 8) an die Sammelrohre 194 und 196 angeschlossen. Die Anschlüsse 202 sind vorzugsweise schnell herstellbar und Lösbar. Da die Anzahl der Zellen 121 in den einzelnen Kernen 114 verschieden sein kann, können die Sammelrohre 194 und 196 jeweils mit öffnungen 204 (siehe Fig.8) versehen sein, die nicht verwendet werden; und in diesem Falle sind sie mit Stopfen 197 (Fig. 4) verschlossen.

Wie aus den Fig, 3 und 4 zu ersehen ist, enthält die Einspannvorrichtung 152 zwei feststehende, vertikale Endplatten 206 und 208, die auf dem Boden 148 stehen und durch zwei Abstandsrohre 210 und 212 und zwei Schrauben 214 bzw, 216, die jeweils durch die Rohre 210 bzw. 212 ragen, in einem vorbestimmten Abstand gehalten werden. Die Schrauben sind durch Muttern 218 befestigt. Ferner sind die vertikalen

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Endplatten 206 und 208 durch zwei horizontale Stützstäbe und 222 verbunden. Der Koronareaktorkern 114 ruht unmittelbar auf den horizontalen Stützstäben 220 und 222 (eine Abstandsdichtung 262 jeder einzelnen Zelle 121 erstreckt sich in vertikale Nuten 224 (Fig. 3) in beiden horizontalen Stützstäben 220 bzw. 222).

Die einzelnen Koronareaktorzellen 121 sind vertikal ausgerichtet und werden durch die !Einspannvorrichtung 152 horizontal nebeneinanderliegend aneinandergedrückt, Sie sind auf einfache Weise und unabhängig voneinander aus dem Koronareaktor 110 herausnehmbar, indem einfach die Abdeckung 136 des. Gehäuses 112 entfernt und die Einspannvorrichtung 152 gelöst wird. Die einzelnen Koronareaktorzellen 121 ruhen auf den horizontalen Stützstäben 220 und 222 zwischen der Endplatte 206 und einer horizontal verschiebbaren, vertikalen Druckplatte 226. Die Druckplatte 226 ist mit Hilfe einer Gewindespindel 228 (die durch ein Verbindungsglied 230* drehbar mit der Druckplatte 226 verbunden ist und durch eine Schraubverbindung mit der Endplatte 208 in Verbindung steht) in Richtung auf den Koronareaktorkern 114 und von diesen^ weg bewegbar. Eine Platte 232, die durch zwei Stützen 233 und 235 mit der Endplatte 208 verbunden ist, ist mit einer zentralen Gewindebohrung 234 versehen, durch die die Gewindespindel 228 hindurchgeschraubt ist. Eine Öffnung 236 in der Endplatte 208 nimmt einen am Ende der Gewindespindel 228 befestigten Drehknopf 238 auf. Der Drehknopf 238 wird zur Ausübung oder Aufhebung eines Drucks auf den Koronareaktorkern 114 über die Druckplatte 226 gedreht. Der Drehknopf 238 ist von Hand zugänglich, wenn die Abdeckung 136 entfernt-1st,

Die einzelnen Koronareaktorzellen 121

Die Fig. 8 bis 10 stellen eine Koronareaktorzelle 121 mit zwei parallelen, gleichförmig weit auseinanderliegenden Elektroden 252 und 254 dar, die jeweils eine freie, der. Umgebung ausgesetzte äußere Oberfläche 253 und 255 aufweisen.

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Die inneren Oberflächen 257 und 259 der plattenförmigen Elektroden 252 und 254 sind jeweils mit einem dielektrischen Überzug 256 bzw. 258 versehen. Der Raum zwischen den auseinanderliegenden Elektroden 252 und 254 stellt eine Koronareaktionskammer 260 dar. Die Elektroden 252 und 254 bestehen vorzugsweise aus entkohltem Stahl, und der dielektrische Überzug ist ein Dielektrikum mit hoher Erweichungsoder Schmelztemperatur, vorzugsweise eine dünne Schicht aus einem Porzellandielektrikum, das frei von Blasen, Poren oder Lunkern ist.

Zur Bestimmung der bevorzugten Art, Ausführung und Dicke der dielektrischen Überzüge 256 und 258, der Luftspaltgröße zwischen den Elektroden in der Koronareaktionskammer 260 und der zweckmäßigen Betriebsspannung kann hier der Kürze halber auf die übrigen Teile der vorliegenden Beschreibung Bezug genommen werden, wo entsprechende Verfahren und Formeln zur Bestimmung dieser Daten ausführlich beschrieben sind.

Die Elektroden 252 und 254 sind vorzugsweise rechteckförmig und am Rand 261 bzw. 263 (siehe Pig. 8 und 9) längs des gesamten Umfangs der Elektroden 252 und 254 nach außen gebogen, und zwar voneinander weg, d.h. weg von der benachbarten Kante der anderen der beiden Elektroden. Dadurch läßt sich die Koronareaktorzelle 121 mit einer hohen Spannung betreiben, ohne daß am Rande Funken überspringen. Durch diese Formgebung ergibt sich am Umfang der zusammengesetzten Koronareaktorzellen 121 eine umlaufende Rille 264 (Fig. 9), die eine gute Dichtung oder Schweißnaht 272 um eine Abstandsdichtung 262 herum (die noch ausführlicher beschrieben wird) ermöglicht.

Die beiden Elektroden 252 und 254 werden durch eine isolierende Abstandsdichtung 262, die eine mittlere Öffnung 266 aufweist (siehe Fig. 8) und zwischen den Elektroden 252 und 254 auf dem gesamten Umfang am Rand der Zelle 121 angeordnet ist, in einem vorbestimmten Abstand gehalten. Die Abstandsdichtung 262 besteht vorzugsweise aus Flachglas mit

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einer 0,25 m dicken Silikonkautschukdiohtung auf beiden Seiten der Abstandsdiehtung 262. Die Abstandsdichtung kann ggf. auch aus massivem Silikonkautschuk oder jedem sonstigen geeigneten nichtmetallischen Werkstoff bestehen.

Die Eoronareaktionskammer 260 ist durch eine luftdichte Yerbimdung der Elektroden 252 und 254 einerseits und der Abstandsdichtung 262 andererseits luftdicht abgeschlossen, pur diese luftdichte Verbindung kann beispielsweise eine "Schweißung oder Schweißraupe 272 aus Silikondichtmittel (z.B. das bekannte RIT) verwendet werden, wie es in ]?ig. 9 gezeigt ist. Die «Schweißung" oder Schweißraupe wird auf beiden Seiten der Abstandsdichtung 262 um den gesamten Rand der Zelle 121 herum vorgenommen bzw. ausgebildet. Die Abstandsdichtung 262 sorgt daher einmal für die Einhaltung eines vorbestimmten Abstandes zwischen den Elektroden 252 und 254 und zum anderen für einen luftdichten Abschluß der Zelle 121. ." ·

Das Reaktions-Strömungsmittel wird wie folgt in die Koronareaktionskammer 260 der Zelle 121 geleitet und aus dieser entfernts Wie bereits erwähnt, ist jede Zelle 121 mit einem Einlaßrohr 198 und einem Auslaßrohr 200 versehen. Das Einlaßrohr 198 ist mit Hilfe eines Anschlusses 275 an.eine Einlaßöffnung 273 in der Elektrode 252 angeschlossen. Das Auslaßrohr 200 ist mit Hilfe eines Anschlusses 277 an eine (nicht dargestellte) Auslaßöffnung in der anderen Elektrode 254 angeschlossen. Da die Anschlüsse 275 und 277 gleich sind, genügt es» einen zu beschreiben. Der Anschluß 275 ist an die äußere Oberfläche 255 der Elektrode 252 an der Öffnung 273 angeschweißt oder auf andere Weise daran befestigtk und die Öffnung 273 kann eine periphere Wand 279 enthalten, die sich von der Kammer 260 weg erstreckt. Der Anschluß 275 enthält einen Metallkörper 281 mit einem ersten zylindrischen Kanal 283, der sieh teilweise durch diesen hindurch erstreckt und die Wand 279 (siehe Flg. 10) aufnimmt.. Der Körper 281 des Anschlusses 275 enthält einen zweiten zylindrischen Kanal 285, der senkrecht zum ersten Kanal 283 verläuft und mit

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diesem in Verbindung steht. Ein Rohr 287, vorzugsweise aus Metall, ist am Kanal 285 angeschweißt oder auf andere Weise daran befestigt und erstreckt sich über-den Körper 281 hinaus, so daß es ein vorteilhaftes Mittel zur Befestigung des Einlaßrohres 198 am Anschluß 275 bildet. Das Rohr 198 kann über das Rohr 287 gesteckt und mit Hilfe eines langen, auf das Rohr 198 gewickelten Drahtes 289 daran befestigt werden. Das Auslaßrohr 200 ist vorzugsweise in der gleichen Weise ausgebildet. Beide öffnungen (273 und die nicht dargestellte) können in der gleichen Elektrode angeordnet sein.

Wie man sieht, ist jede einzelne Koronareaktorzelle 121 ihr eigener Druckbehälter, der durch die Abstandsdichtung 262 und die Silikondichtung oder Schweißraupe 272 am gesamten Umfang der Zelle 121 auf beiden Seiten der Abstandsdichtung 262 luftdicht abgeschlossen ist. Vorzugsweise werden Silikonkautschuk-Abstandsichtungen und Silikon-Dichtungsmittel verwendet, weil eine Koronaentladung oder Ozon den Silikonkautschuk und das Silikondichtungsmittel, aber auch der Silikonkautschuk und das Silikondichtungsmittel das Ozon nicht angreifen.

Die Koronareaktorzellen 121 weisen noch weitere bauliche Merkmale auf. Die Pig. 8 bis 10 zeigen zwei Abstandshalter 278 und 280 aus Aluminium, die gleichzeitig als Kühlkörper wirken und jeweils mit· den äußeren Oberflächen 255 bzw. 257 der Elektroden 252 und 254 in Berührung stehen. Der Kühlkörper-Abstandshalter 278 (es genügt nur einen zu beschreiben, da sie beide gleich sind) ist wellenförmig ausgebildet, so daß er mehrere sich in entgegengesetzter Richtung öffnende, parallele Kanäle aufweist, zu denen geschlossene Kanäle 286 und offene Kanäle 288 gehören. Die Kühlkörper-Abstandshalter 278 und 280 haben mehrere Punktionen. Eine Punktion besteht in der Ableitung der durch die Koronareaktorzelle 121 während der Koronareaktion erzeugten Wärme. Zur Unterstützung dieser Punktion wird vorzugsweise kühle Luft parallel zu den Kanälen 286 und 288 durch den Koronareaktorkern 114 hindurch geblasen.

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Dies bewirkt das Gebläse 118 (siehe Fig. 3). Wie aus Fig. zu ersehen ist, sind die Koronareaktorzellen 121 daher so angeordnet, daß die Kanäle 286 und 288 vertikal ausgerichtet sind, so daß von unten in den Konronareaktor 110 eintretende Luft vertikal nach oben durch den Koronareaktorkern 114 und aus der Öffnung 142 das Gehäuses 112 geblasen werden kann. Eine weitere Funktion der Abstandshalter' 278 und 280 besteht darin, die benachbarten Koronareaktorzellen 121 auf Abstand zu halten, wenn mehrere dieser Zellen 121 zu einem Korona- ) reaktorkern 114 zusammengesetzt sind, und die Druckkräfte des sich in der Reaktionskammer 260 befindenden Reaktions-Strömungsmittels aufzunehmen und gleichförmig zu verteilen. Die Kühlkörper-Abstandshalter 278 und 280 nehmen auch die Kräfte der Druckplatte 226 auf und verteilen sie gleichmäßig auf den gesamten Koronareaktorkern 114.

Da die Abstandshalter 278 und 280 nicht nur wärmeleitend, sondern auch elektrisch leitend sind, dienen sie auch · als elektrische Verbindung zwischen benachbarten Elektroden benachbarter Koronareaktorzellen 121, Die Abstandshalter 278 und 280 bilden daher in vorteilhafter Weise elektrische Anschlüsse, über die die elektrische Leistung zugeführt werden kann, und sie bilden eine elektrische Verbindung der Zellen 121,

Zur Bildung eines Koronareaktorkerns 114 mit mehreren Koronareaktorzellen 121 sind die Zellen 121 nebeneinander ) angeordnet, wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, und ) dann werden die elektrischen und Strömungsmittel-Verbindungen

J hergestellt. Die Nuten 224 in den horizontalen Stützstäben J 220 und 222 nach Fig. 3 dienen somit zur Aufnahme der Abstandshaiter-Dichtungen 262.

Das das Raaktions-Stirömungsmittel in die Reaktions- ) kammer 260 leitende Rohr 198 erstreckt sich teilweise durch / einen der geschlossenen Kanäle 286 des Abstandshalters 278

und durch den Raum 291 zwischen einem Rand 293 (Fig. 10) (

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des Abstandshalters 278 und dem benachbarten Rand 295 der Elektrode 252. In ähnlicher Weise erstreckt sich das Auslaßrohr 200 durch einen der Kanäle 286.

Die Pig. 8 bis 10 stellen ein weiteres Merkmal der Erfindung dar, nämlich eine Silikon-Leitwand 304, die die Reaktion unterstützt, indem sie die Entstehung "toter Räume" in der Reaktionskammer 260 verhindert. Die Leitwand 304 ist keine vollständige unperforierte Wand, die sich über die gesamte Breite (den gesamten Spalt zwischen den Elektroden) der Reaktionskammer 260, sondern nur, wie in Pig. 9 dargestellt, teilweise über die Breite der Reaktionskammer 260 erstreckt.

Ferner kann zur Verhinderung von Überschlagen die Spannung verringert werden. Die gleiche (oder sogar größere) Koronaintensität läßt sich auch bei geringerer Spannung durch Erhöhen der Frequenz erzielen, wie sich aus folgender Gleichung ergibt:

P = KU²f

wobei "K" eine Funkton der Dicke des Dielektrikums,

der Dielektrizitätskonatanten und der Breite des Luftspalts, wie das in anderen Abschnitten der vorliegenden Beschreibung ausführlich beschrieben ist,

"P" die Leistung der Koronaentladung in Watt, "U" die Spannung, die zwischen den Elektroden

252 und 254 angelegt ist, in Volt, und ^Mf^w die Frequenz in Hz ist.

Vorzugsweise liegt die Frequenz unter diesem erfindungsgemäßen Gesichtspunkt im Bereich von 100 Hz bis 6000 Hz, und die Spitzenspannung im Bereich von etwa 2000 - 15000 Volt Spitze.

Die elektrischen Schaltungen

Anhand der Fig. 11 bis 13 werden im folgenden drei verschiedene Schaltungen nach der Erfindung beschrieben.

Π Of) 809/0861

Fig. 11 zeigt eine erfindungsgemäße Reihenschaltung, welche die erwäiinten Nachteile der bekannten Parallelschaltung beseitigt, lach Fig. 11 ist eine Leitung des Transformators 116 mit einem linken, äußeren Kühlkörper-Abstandshalter 332 der linken, äußeren oder am Ende liegenden Zelle 334 und die andere elektrische Leitung vom Transformator 116 mit einem äußeren Kühlkörper-Abstandshalter 336 der rechten, äußeren oder am rechten äußeren Ende liegenden Zelle 338 am gegenüberliegenden Ende des Koronareaktorkerns 114 verbunden. Aneinandergrenzende Platten (z.B. die Platten 340 und 342 verschiedener, jedoch benachbarter Koronareaktorzeilen 344 und 346)sind alle durch zwei Kühlkörper-Abstandshalter 348 und 350 aus Aluminium, die daran angeschlossen sind, elektrisch miteinander verbunden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt die Hochspannung, die über den Transformator 116 an den gesamten Koronareaktorkern 114 angelegt wird, vorzugsweise in der Größenordnung von 30000 - 60000 Volt, je nach der Verwendungsart des Koronareaktors 110.

Die einzelnen Elektroden der einzelnen Zellen 121 wirken als Spannungsteiler, wobei die Spannungsteilung den gleichen Gesetzen wie die Koronaentladung unterliegt. Wie sich in der PÄis herausgestellt hat, kann der Elektrodenabstand (Spalt) einiger (oder auch nur einer) Reaktorkammern bei geschichtetem, sandwichartigem Aufbau des Koronareaktorkerns 114 gleich dem zweifachen Abstand der übrigen Reaktorkammern und dennoch die Koronaentladung oder Koronaentladungsintensität bei allen Reaktionskammern völlig gleich und gleichförmig sein. Der Querschnitt einer Reaktionskammer wurde sogar keilförmig ausgebildet, so daß die Spaltbreite am einen Rand fast gleich null war und am gegenüberliegenden Rand die volle Spaltbreite vorlag, und dennoch ergab sich bei der Reihenschaltung nach Fig. 11 eine gleichförmige Koronaentladung in dieser Kammer.,

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SAD ORIGINAt

Ferner sei darauf hingewiesen, daß bei Erhöhung der Erregun^sspannung von null Volt bis zur Koronaentladungszündspannung alle Reaktionskammern, bei genau gleicher Spannung zünden.. Dies steht im Gegensatz zur bekannten Parallelschaltungsanordnung, bei der die Reaktorkammer mit dem kleinsten Spalt zuerst, die mit dem zweitkleinsten Spalt als zweite usw. zündet. Die sich nach der Erfindung ergebende Gleichförmigkeit der Koronaentladung vereinfacht und verbilligt die Herstellung des Reaktors erheblich,

Fig. 12 zeigt eine Kombination aus einer Reihen- und einer Parallelschaltung, bei der eine geringere Spannung verwendet werden kann als bei der Ausführungsform nach Fig. 11, bei der die Spannung an der gesamten, sandwichartigen Reihenanordnung der Koronareaktorzellen 121 des Koronareaktorkerns 114 anliegt. Nach Fig. 12 ist eine elektrische Leitung vom Transformator 116 an die beiden äußeren Kühlkörper-Abstandshalter 310 und 312 (oder deren angrenzende Elektrode) der beiden äußeren Koronareaktorzellen 314 bzw. 316 angeschlossen. Die andere Leitung 122 vom Transformator 116 ist an die beiden nebeneinanderliegenden Elektroden 318 und der beiden mittleren Koronareaktorzellen 322 bzw. 324 angeschlossen, wobei die Leitung 122 vom Transformator 116 mit den Abstandshaltern 328 und 330 verbunden ist, die jeweils mit den Elektroden 318 bzw. 320 in Verbindung stehen. Dieses Ausführungsbeispiel nach der Erfindung hat Betriebseigenschaften der beiden erwähnten Schaltungsarten, also sowohl der Parallelschaltung wie auch der Reihenschaltung. Der Spitzenwert der an einen Koronareaktorkern 114 mit acht Koronareaktorzellen, wie es in Fig. 12 dargestellt ist, anlegbaren Spannung beträgt etwa 20000 bis 50000 Volt Spitze.

Fig. 13 stellt eine vollständige Parellelschaltungsanordnung mehrerer Koronareaktorzellen 121 dar. Wie bereits erwähnt, bewirken die Kühlkörper-Abstandshalter 278 und auch eine elektrische Verbindung benachbarter Elektroden benachbarter Zellen. Wie aus Fig. 13 zu ersehen ist, sind

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die benachbarten Elektroden benachbarter Zellen gleichnamig gepolt und elektrisch miteinander verbunden. Elektrische Verbindungen führen direkt vom Transformator 116 zu den .Kühlkörper-Abstandshaltern 278 und 280. Diese Parallelschaltung der Zellen ist die bevorzugte elektrische Anordnung.

Beispiel

.Für einen typischen Betrieb des Koronareaktors 14 (]?ig. 1) zur Erzeugung von Ozon werden vorzugsweise folgende Parameter verwendet:

Trockener Sauerstoff als Reaktionsmittel, ein Druck in jeder einzelnen Koronareaktionskammer von etwa 7 p/mm Überdruck (lOpsig); eine zugeführte Leistung von 600 Watt; eine Strömungsgeschwindigkeit von etwa 28 l/min (1 OFM); zwei Koronareaktorzellen im Koronareaktorkern; eine Koronaelektrodenspaltbreite (Elektrodenabstand) von etwa 1,5 mm (60 mils);

eine Spannung mit einem Spitzenwert von 6000 Y pro Zelle; eine Netzfrequenz von 60 Hz; und eine Koronafrequenz von 2000 Hz.

Mit diesen Parametern ergibt sich eine Ozonausbeute von etwa 2,3 kg pro Tag,

Abänderungen der dargestellten Ausführungsbeispiele liegen im Rahmen der Erfindung.

Patentanwälte -Ing. Horst Rose

. Peter Koeel

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Claims

DIPL-INQ. HORST ROSE -22« DIPL.-IHU. PETER KOSEL

3353 Bad GandersheJm, 18. Aug. 1972

Postfach 129

Hohenhöten 5

Telefon: (0S382) 2842

Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandershelm

Unsere Akten-Nr. 2614/4

Purification Sciences, Inc.
Patentgesuch vom 18. August 1972

Patentansprüche

ti) Koronaerzeuger mit Elektroden, welche zwischen sich mindestens eine Koronaentladungskammer definieren, nach Patentanmeldung P 22 22 300.3 (Anwaltsakte: 2614/3), dadurch gekennzeichnet, daß an den Koronaerzeuger (14;110) ein Frequenzwandler (10) zum Umwandeln einer von einer elektrischen Energiequelle zugeführten niederfrequenten Speisefrequenz in eine höhere, für die Speisung des Koronaerzeugers dienende Frequenz vorgesehen ist, daß der Frequenzwandler (10) einen Gleichrichter (16) zum Gleichrichten der Speisefrequenz aufweist, und daß er eine an den Gleichrichter (16)angeschlossene Zerhackerschaltung (18) zum Zerhacken der gleichgerichteten Spannung aufweist, wobei die Zerhackerschaltung einen Thyristor (34), eine an diesen angeschlossene Zündschaltung (36) und eine mit dem Thyristor (34) verbundene Löschschaltung aufweist, welch letztere einen Transformator (TR-1;116) aufweist, der den Thyristor mit dem Koronaerzeuger(14;110) verbindet.

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2. Koronaerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (TR-1;116) als Aufwärtstransformator ausgebildet ist.

3. Koronaerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator ein Übersetzungsverhältnis von etwa 1:1 aufweist.

4. Koronaerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Koronaerzeuger (14;11O) mindestens zwei Koronaerzeugungszellen (121) aufweist, welche jeweils zwei im Abstand voneinander angeordnete Elektroden (?52,254) aufweisen, welche zwischen sich eine Koronaerzeugungskammer (260) bilden, wobei die Kammern (260) jeweils ein Reaktions-Strömungsmittel enthalten.

5. Koronaerzeuger nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, daß er als Ozonerzeuger ausgebildet ist, und daß das Reaktions-Strömungsmittel ein Sauerstoff enthaltendes G-as ist.

6. Koronaerzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündschaltung (36) als Schaltung niedriger Leistung ausgebildet ist und dem Thyristor (34) Impulse von etwa 10V zuführt.

7. Koronaerzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündschaltung (36) eine Vorrichtung (R1;1QO) zum Ändern der Frequenz der dem Thyristor (34) zugeführten Zündimpulse aufweist.

8. Koronaerzeuger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Ändern der Frequenz der Zündimpulse dienende Vprrichtung einen veränderbaren Widerstand (R1) aufweist.

9. Koronaerzeuger nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Löschschaltung aus dem den Thyristor (34) mit dem Koronaerzeuger (14; 110) verbindenden Transformator (TR-1;116) besteht.

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10, Koronaerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Gleichrichter (16) ein Aufwärtstransformator angeschlossen ist, um die von einer Energiequelle z.B. dem Netz, gelieferte Frequenz zu erhöhen, ehe diese gleichgerichtet wird.

11,Koronaerzeuger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator, welcher den Thyristor mit dem Koronaerzeuger verbindet, ein Übersetzungsverhältnis von etwa 1:1 aufweist.

12, Koronaerzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher als Ozonerzeuger ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bilden einer ein sauerstoffhaltiges Gas aufnehmenden Koronaerzeugungskammer (260) zwei flache, benachbarte, parallele im Abstand voneinander angeordnete Elektroden (11;252₁254) vorgesehen sind, von deren einander zugewandten, diese Kammer (260) bildenden Innenflächen mindestens eine einen aufgebrannten dielektrischen Überzug (13) aus Porzellanemail aufweist, dessen Gesamtdicke kleiner als etwa 1mm ist.

13. Koronaerzeuger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elektroden (252,254) eine Koronaerzeugungszelle bilden, und daß der Koronaerzeuger mehrere Zellen dieser Art aufweist.

14. Koronaerzeuger nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden jeweils auf ihrer Innenseite einen aufgebrannten dielektrischen Überzug aus Porzellanemail aufweisen, und daß die gesamte Dicke der beiden Überzüge kleiner als etwa 1mm ist.

15. Koronaerzeuger nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt zwischen den Elektroden finer Ze]Je jeweils im Bereich zwischen etwa 0,13 und ?.,''->4 nil liegt.

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16. Koronaerzeuger nach mindestens einem der Ansprüche 12-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden jeweils eine Außenseite aufweisen, welche in WärmetauschteZiehung mit einem gasförmigen Kühlmittel steht,

17» Koronaerzeuger nach mindestens einem der Ansprüche 12-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Koronaerzeugungskammern der einzelnen Zellen gegenüber dem Außendruo'k für Absolutdrücke im Bereich von mindestens etwa Hull bis etwa 2,1 kp/cm abgedichtet sind.

18, Koronaerzeuger nach mindestens einem der Ansprüche 12-17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Zuführvorrichtung zum Zuführen eines sauerstoffhaltigen Gases zu den einzelnen Koronaerzeugungskammern und eine Vorrichtung zum Abführen von Ozon aus den Kammern vorgesehen ist.

19» Koronaerzeuger nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die niederfrequente Speisespannung eine Netz-Wechselspannung ist.

20, Verfahren zum Anlegen einer mittelfrequenten Spannung an einen Koronaerzeuger, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Netz-Wechselspannung gleichgerichtet wird, daß die gleichgerichtete Spannung mittels eines Thyristors und mit einer Frequenz zerhackt wird, welche Höher ist als die Hetzfrequenz, WKobei der Thyristor mittels einer Zündschaltung gezündet und dadurch gelöscht wird, daß man ihn über einen Transformator mit dem Koronaerzeuger verbindet.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Koronaerzeuger angelegte Spannung dadurch erhöht wird, daß man den Thyristor über einen Aufwärtstransformator mit dem Koronaerzeuger verbindet.

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22, Verfahren zum Anlegen einer mittelfrequenten Spannung an einen Koronaerzeuger, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halbleiter-Frequenzwandlerschaltung mit einem Thyristor verwendet wird, und daß der Thyristor ohne die Verwendung einer üblichen Löschschaltung dadurch gelöscht wird, daß man den Koronaerzeuger über einen Transformator an den Thyristor anschlieft.

23· Verfahren zum Betrieb eines mindestens eine Koronaerzeugungszelle aufweisenden Koronaerzeugers, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhöhen der Lebensdauer der mindestens einen Koronaerzeugungszelle die an sie angelegte Spannung verringert wird, und daß man die Frequenz der an die Zelle angelegten Spannung erhöht, um die Ausbeute von dieser Zelle etwa gleich groß zu halten, wie sie es zuvor bei der höheren Spannung war,

24, Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhöhen der Frequenz eine Netz-Wechselspannung gleichgerichtet wird, daß die gleichgerichtete Spannung, mittels eines Thyristors und mit einer Frequenz zerhackt wird, welche höher ist als die Netzfrequenz, wobei der Thyristor mittels einer Zündschaltung gezündet und dadurch gelöscht wird, daß man ihn über einen Transformator an den Koronaerzeuger anschließt,

25, Verfahren zum Abschalten des Thyristors einer Frequenzwandlerschaltung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Thyristor über einen Transformator ein Netzwerk angeschlossen wird, welches die Merkmale eines im Betrieb befindlichen Koronaerzeugers aufweist.

Patentanwalt· Dipl.-Ing. Höret Rö«e Dipl.-lnQ. Peter K ο β β Ι

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