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Vorrichtung zur Hers'lunvon Ozon Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Herstellung von Ozon aus einem Gas oder Gasgemisch, insbesondere Luft, mit plattenförmigen
Entladungsräween, die parallel zueinander angeordnet sind und in der Mitte sowie
an ihren äußeren Rändern miteinander in, Verbindung stehen.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art sind die Entladungsräume
zwischen Plattenelektroden ausgebildet die einzeln aufgehängt sind und alle in der
Mitte einen Durchbruch haben.
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Durch diese miteinander fluchtenden Mittelöffnungen wird das ozonisierte
Gas abgesaugt Es durchströmt somit die Entladungsräume jeweils vom äußeren Rand
zur Mitte hin. Die auf
Erdpotential liegenden Plattenelektroden
sind zweischalig als Behälter ausgeführt und werden von-einem Kuhlmedium durchströmt.
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Diese bekannten Vorrichtungen sind, wie übrigens auch die anderen
Ozonerzeuger mit beispielsweise zylindrischen Entladungsräumen, stets als Großanlagen
ausgebildet, wobei auch die kleinsten derzeit bekannten Baueinheiten einen verhältnismäßig
großen Raum einnehmen. Die Ozonausbeute wird durch mehrere Faktoren nachteilig beeinflußt.
Zum einen müssen die Anlagen gewöhnlich deshalb mit einem leichten Unterdruck betrieben
werden, weil die Gehäuse, welche die Elektroden umgeben, als rechteckige Kästen
ausgebildet sind, die nie ganz dicht sein können. Zum anderen ist die Verweildauer
des Gasos in den Entladungsräumen verhältnismäßig kurz, da ein bestimmtes Gasquantum
stets nur einen Entladungsraum durchläuft. Und drittens sind bei den bekannten Anlagen
die Leitungswege, die das ozonisierte Gas bis zur Yerwendungsstelle durchlaufen
muß, verhältnismäßig lang, so daß ein großer Teil des ursprünglich erzeugten Ozons
wahrend dieser Laufzeit wieder zerfällt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kleine und kompakte
Vorrichtung zur Herstellung von Ozon mit hoher Ozon ausbeute vorzuschlagen, bei
der das erzeugte Ozon voll genutzt werden kann und die'sich als Bestandteil kleinerer,
unter Umständen ortsbeweglicher, kompletter und selbsttätig betriebsfühiger Wasseraufbereitungseinrichtungen
eignet.
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung der einleitend
näher bezeichneten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Entladungsräume
strömungsrnäßig in Reihe geschaltet sind, in der Weise, daß jeder Entladungsraum
in der Mitte mit dem einen und am Rand mit dem anderen benachbarten Entladungsraum
verbunden ist und die Strömungsrichtung in den aufeinanderfolgenden
Entladungsräumen
abwechselnd zur Mitte hin und von der Mitte weg gerichtet ist.
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Es entsteht auf diese Weise ein Labyrinth von Entladungsräumen, die
das Rohgas auf ganzer Länge durchlaufen muß, so daß während der langen Verweildauer
immer neue Sauerstoffmoleküle von elektrischen Ladungsträgern getroffen und in die
mehrmolekulare Ilodifikation, die man als Ozon bezeichnet, umgewandelt werden.
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Die Erfindung hat weiter den Vorteil, daß die plattenförmigen Entladungsräume
allesamt nach außen abgeschlossen sind. Dies wird erreicht durch Aufeinanderstapeln
sogenannter innerer und äußerer plattenförmiger Elektroden, die so ausgebildet sind,
daß die äußeren Elektroden ein geschlossenes druckfestes Gehäuse bilden. Das Rohgas
strömt unter Druck durch die Entladungsräume, wodurch infolge der höheren Moleküllronzentration
die Ozonausbeute ebenfalls gesteigert wird. Die notwendige Kühlung kann ohne weiteres
an der Außenoberfläche des geschlossenen Gehäuses erfolgen, sofern nur die äußeren
Elektroden dick genug ausgeführt und aus einem verhältnismäßig gut wärmeleitenden
Werkstoff, z.B. aus Aluminium, hergestellt sind.
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Der erfindungsgeinäße Ozonerzeuger wird in seinen Außenabmessungen
kaum größer als'die Elektrodenplatten, so daß es möglich ist, ihn im Gegensatz zu
bekannten Ozonerzeugern unmittelbar an die Verwendungsstelle heranzubringen. Es
entsteht so praktisch überhaupt kein Ozonverlust durch Leitungswege.
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Im einzelnen werden die äußeren Elektroden, die Nullpotential gegen
Erde haben, als massive Platten mit je einer Mittelöffnung und einem in axialer
Richtung vorspringenden Rand ausgebildet und an den Rändern elektrisch leitfähig
und abdichtend
zu einem im wesentlichen prismatischen Baukörper
zusammengespannt. Dieser wird an seinen llantelflächen mit einem F.ühlmedium in
Berührung gebracht. In den infolge der vorspringenden Ränder verbleibenden Zwischeeräumen
zwischen den äußeren Elektroden befinden sich je zwei Glasscheiben als Dielektrikum
und zwischen diesen äe eine innere Elektrode. Durch kleine elastische Distan-ierungskörper
werden die Glasscheiben und die inneren Elektroden, die als wesentlich dünnere Platten
ausgebildet und in der Mitte elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind, auf
Abstand gehalten.
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An der Stirnseite des prismatischen Baukörpers ist ein Durchführuzlgsisol
ator für die Hochspannungszuleitung zu den inneren Elektroden vorgesehen. Zum leichteren
Aufbau haben die äußeren EleiLtroden vorzugsweise axial ineinandergreifende, zentrierende
Vorsprünge. Zur Abdichtung können Dichtungsringe und dafür an mindestens einer Seite
passende Ringnuten vorgesehen sein. Die Verspannung der äußeren Elektroden erfolgt
mittels mehrerer über den Umfang verteilter und sich in Achsrichtung erstreckender
Spannschrauber.
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Die inneren Elektroden sind vorzugsweise nicht starr miteinander verbunden;
vielmehr sind an ihnen Steckl-erbindungsteile vorgesehen, die si.ch senkrecht zu
den Plattenflächen erstrecken und ineinander passen und gleiten. Ferner sind vorzugsweise
zwischen den Stecha-erbindungstellen Federelemente, z.B. kleine Schraubenfedern
vorgesehen, welche die Elektroden voneinander wegdrangen, so daß jede einzelne in
axialer Richtung nachgiebig ist und sich in die beim Zusammenbau sich ergebende
Lage einstellen kann.
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Die Elektroden und die Glasscheiben sind vorzugsweise kreisrund, so
daß der beim Aufeinanderstapeln entstehende Baukörper im wesentlichen eine kreiszylindrische
Form erhält. Den Einlaß für das Rohgas und den Auslaß für das ozonisierte Gas legt
man am besten an je eine Stirnseite und dort in die Nahe der
Mitte.
Der Gasein- oder -auslaß kann auch mit dem schpn erwähnten Durchführungsisolator
für die Hochspannungszuleitung vereinigt sein.
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Um die Mantelfläche des Baukörpers zum Zwecke der Kühlung möglichst
groß zu machen, kairn man die äußeren Elektroden über die gegenseitigen Dichtungs-
und Berührungsstellen hinaus nach Ärt einer umlaufenden Rippe radial vorspringen
lassen. Die Vorsprünge haben eine geringere axiale Höhe als die axiale Gesarathöhe
der Elektroden, so daß der Baukörper eine in Umfangerichtung gerillte Nantelfläche
erhält. Um das Kühlmittel der Mantelfläche entlang zu führen, erhält der Baukörper
erfindungsgemäß einen Rohrmantel, der mit entsprechenden $trötiungskanälen und Pördermitteln
für das Eühlmittel in Verbindung steht, Außerdem ist es zweckmäßig, den Rohrmantel
an der Innenseite mit schraubenförmigen Rillen z-u versehen, so daß das Eühlmittel
einen Drall um die Baukörperachse erhalt. Eine ganz wesentliche Weiterbildung der
Erfindung besteht ferner darin, daß das mit dem erzeugten Ozon behandelte oder zu
behandelnxe Strömungsmittel selbst als Kühlmittel für den Ozonerzeuger hrangezogen
wird. Sofern das Ozon dem Strömungsmittel vorher beigemischt wird, kann die innerhalb
des Rohrmantels stattfindende innige Verwirbelung und Vermischung sowohl die chemisch-physikalische
Wirkung des Ozons als auch die Kühlwirkung verbessern.
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Mit einem erfindungsgemäßen Ozonerzeuger ist es erstmals möglich,
eine komplette und räumliche gedrängt in einem Gehäuse zusammengebaute Binrichtung
zur Ozonbehandlung und Filterung von Wasser, insbesondere Badewasser, aufzubauen.
Eine solche Einrichtung entsteht erfindungsgemäß dadurch, daß der Ozonerzeuger im
Innern eines geschlossenen Wasserbehälters mindestens teilweise in das Wasser eingetaucht
angeordnet ist.
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Der Wasserbehälter kann ein Filter-, beispielsweise ein Kiesfilterbehälter
sein. Der Ozonerzeuger wird mit vertikaler
Achse an einem horizontalen
Deckel des Wasserbehälter3 auf gehängt, wobei die Hochspannungszuleitung und die
Gaszu-oder -ableitung den Deckel durchsetzen.
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Die Kühlung des Ozonerzeugers kann hierbei besonders einfach unter
Zuhilfenahme des in den Wasserbehälter eingeleiteten Wassers erfolgen und mit dem
Vorgang der Einmischung des ozonisierten Gases in das Wasser vereinigt werden. Der
erllndungsgemaß..e Vorschlag geht insbesondere dahin, den Rohrmantel durch einen
zu der unteren Stirnfläche des Ozonerzeugers parallelen Boden zu einem Mischkopf
zu ergänzen, den Wasserzuleitungskanal durch den Behälterdeckel zu führen und am
Boden des hischtopfes anzuschließen sowie den oberen Rand des Nischtopfes In einem
kleinen Abstand von dem Behälterdeckel zu halten. Auf diese Weise kann das unten
in den Mischtopf eingeführte Wasser am oberen Rand des Mischtopfes in den Wasserbehälter
austreten.
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Das ozonisierte Gas kann unmittelbar nach dem Austreten an der Unterseite
des Ozonerzeugers dem Wasser beigemischt werden.
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Dabei ist es zwecumäBig, zur weiteren Intensivierung der Durchmischung
mehrere mit Durchbrüchen versehene Hohlzylinder stücke zwischen dom Boden des Mischtopfes
und der unteren Stirnwand des Ozonerzeugers konzentrisch anzuordnen. Das Wasser
durchströmt also auf seinem radialen Weg am Mischtopfboden gewissermaßen mehrere
hintereinandergeschaltete grobe Siebe. Es können auch an den Hohlzylindern abwechselnd
oben und unten Randäusschnitte angebracht sein, so daß das Wasser diese Barrieren
abwechselnd oben und unten durchströmt.
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Wenn das ozonisierte Gas an der Unterseite des Ozonerzeugers austritt,
ist ein Rückschlagventil erforderlich, welches mit Sicherheit verhindert, daß Wasser
in den Ozonerzeuger eintritt. Ein für diesen Zweck besonders geeignetes erfindungsgemäßes
Rückschlagventil ähnelt einem Fahrradventil. Es besteht
aus einem
langgestreckten Ventilorper mit mehreren Umfangswülsten und mit einer nicht ganz
durchgeführten Längsbohrung, die in der Nähe ihres inneren Endes durch Querbohrungen
angebohrt ist. tiber diesen Ventilkörper ist ein elastischer Schlauch aus einem
hochqualifizierten Kunststoff gezogen und an dem nicht durchbohrten Ende des Ventilkörpers
mit diesem verbunden, beispielsweise mittels einer konischen, restschraubbaren Spannkappe.
Dieses Ventil wird mit seinem offenen Ende mittels einer Anschlußkappe aus Isolierstoff
in die unterste der äußeren Elektroden des Ozonerzeugers oingesetzt. Es kann in
die Wasserleitung hinein ragen. Das aus den Querbohrungen austretende ozonisierte
Gas bläht den Schlauch soweit auf, dat es zwischen dem Schlauch und den einzelnen
Umfangl,mlsten des Ventilkörpers durchtreten kann und schließlich am oberen Ende
des Schlauches in das Wasser übertritt. Der besondere Vorteil eines solchen Ven-tils
besteht darin, daß die Umfang mlste mit dem Schlauch eine ganze Reihe hintereinander
geschalteter Dichtungsstellen ergeben, ohne daß dadurch der Strömungswiderstand
wesentlich erhöht wirdf Unter Umständen kann eine Schraubenfeder über den Schlauch
gesteckt sein, um die Anlagekraft zu erhöhen.
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Die Rohgaszuleitung kann jedoch auch an der Unterseite des Ozonerzeugers
angeschlossen sein. In diesem Fall tritt das ozonisierte Gas an der Oberseite, also
außerhalb des Wasserbehälters aus und kann dort, ebenfalls ohne einen zwischenzeitlichen
Ozonzerfall befürchten zu müssen, in die in nächster Nähe vorbeiführende Wasserzuleitung
eingeführt werden, beispielsweise mittels eines an sich bekannten Injektors. Diese
Gasführung wird man auch wählen, wenn das ozonisierte Gas zu einem anderen Zweck
verwendet werden soll.
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Der Wasserbehälter wird in an sich bekannter Weise mittels eines schwimmerbetätigten
Entgasungsventilss welches vorzugsweise ebenfalls am Behälterdeckel angeordnet ist,
entgast, so
daß der Was5er5tand auf gleicher Höhe bleibt. Es können
ferner Vorkehrungen getroffen sein, welche sicherstellen, daß der Innendruck des
Ozonerzeugers stets größer als der Innendruck des Wasserbehälters bzw. der Wasserzuleitung
an der Gasinjektionsstelle ist. Beispielsweise kann die Wasserumwälzpumpe von der
Gasförderpumpe abhängig gemacht sein.
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Auch dadurch wird die Sicherheit gegen Eindringen von Wasser in den
Ozonerzeuger erhöht.
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Schließlich bietet die Erfindung die Möglichkeit, eine Wasseraufbereitungseinrichtung
der geschilderten Art im Hin.-blick auf die Filterrückspülung besonders vorteilhaft
auszubilden. Kiesfilter neigen bekanntlich dazu, mit der Zeit zu verbacken, so daß
die vom Filter aufgefangenen Schmutzstoffe sich bei der Spülung nur schwer lösen,
die Rückspülung daher lange dauern muß und demgemäß mit einem hohen Wasserverlust
verbunden ist. Es ist zwar schon bekannt, Kiesfilter durch 1;inblasen von Luft in
Rückspülungsrichtung vor dem eigentlichen Rückspülvorgang aufzulockern und dazu
ein spezielles Gebläse vorzusehen. Wenn ein Kies- und ein AOti-Z-kohlefilter hintereinander
geschaltet sind, darf die Luft nur in das Kiesfilter eingeblasen werden, da die
Aktivkohle bei entsprechender Auflockerung mit Luft zum großen Teil fortgeschwemmt
würde.
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Erfindungsgemaß ist vorgesehen, daß der den Ozonerzeuger enthaltende
Wasserbehälter etwa zur Hälfte mit Filterkies gefüllt und daß ein Filterauslauf
unter dem Kies vorgesehen ist. Diesem Kiesfilter ist ein Aktivkohlefilter in Form
eines weiteren Behälters nachgeschaltet, der einen Filtereinlauf oben und einen
Filterauslauf unten aufweist. An diesem Aktivkohlefilterbehälter ist erfindungsgemäß
entweder kein Entgasungsventil vorgesehen oder ein schwimmerbetätigtes Entgasungsventil
ist so eingestellt, daß die beim Filterbetrieb entstehende Gasblase sich bei ihrem
Anwachsen nach unten bis zu einem
Niveau ausdehnen kann, das knapp
über der Aktivkohlesohicht liegt. Beim Rückspülen der beiden in Reihe geschalteten
Filter wird somit keine Luft durch die Aktivlrohlefilterschicht geblasen, während
andererseits die über der Aktivkohle stehende Gasblase durch das Kiesfilter gedrückt
wird und dabei den gewünschten Riitteleffekt ergibt, der den Schmutz von dem Kies
löst und den Rückspülwasserverbrauch erheblich senkt.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt: Fig. 1 eine vereinfachte schematische
Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers, Fig. 2 einen teilweisen
Axialschnitt eines praktisch ausgeführten Ozonerzeugers mit Ausblasventil, Fig.
3 eine Draufsicht auf ein Bruchstück einer äußeren Elektrode nach Fig. 2, Fig. 4
eine Einzeldarstellung der Steckverbindungen der inneren Elektroden nach Fig. 2
in größerem lfaßstab, Fig. 5 eine Gesamtdarstellung eines in einem Wasserbehälter
eingebauten Ozonerzeugers nach Fig. 2 in kleinerem Maßstab und teilweise aufgeschnitten
und Fig. 6 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäten Wasseraufbereitungseinrichtung.
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Fig. 1 zeigt ein aus Metall bestehendes zylindrisches Gefäß 1 in dessen
obere Stirnwand ein Durchführungsisolator 2 eingesetzt ist. Durch eine zur mittleren
Aussparung 3 dieses Isolators führende Schrägbohrung 4 wird als Rohgas Luft in das
Gefäß eingeführt. Unten tritt die ozonhaltige Luft durch eine zentrale Öffnung 5
wieder aus. Von dem Mantel des Gefäßes 1 stehen ringscheibenförmige Trennwände la
radial nach innen vor. Sie bilden die sogenannten äußeren Elektroden, die auf Erdpotential
liegen. Sie haben miteinander fluchtende runde
mittlere Durchbrüche
ib. Zwischen Je zwei Trennwänden la bzw.
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zwischen dem Boden und dem Deckel des Gefäßes und den benachbarten
Trennwänden sind runde dünne Metallscheiben 6 ohne zentrale oeffnungen als innere
Elektroden vorgesehen. Sie stehen mittels einer elektrischen Leitung 7, welche durch
den Durchführungsisolator 2 nach außen geführt ist, miteinander in Verbindung und
liegen an Hochspannung. Ferner sind zwischen den Metallscheiben 6 und dem Gefäß
bzw. seinen einzelnen Trerwänden ia Glasscheiben 8 vorgesehen, die an den Trennwänden
anliegen und gegenüber den Scheiben 6 einefi Abstand haben.
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Diese Glasscheiben 8 reichen außen nahezu an die Innenwand des Gefäßes
heran und haben miteinander fluchtende runde mittlere Aussparungen 8a, deren Durchmessee
jedoch wesentlich geringer als der Durchmesser der mittleren Aussparungen ib der
Trennwände 1a sind.
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Die ringscheibenförmigen Räume, die zwischen den Metallscheiben 6
und den Glasscheiben 8 liegen und durch den Außendurchmesser der Metallscheiben
6 einerseits und durch den Durchmesser der mittleren Aussparungen ib der Trennwände
andererseits begrenzt sind, werden Entladungsräume genannt. Sie sind von den sich
ausbrldenden elektrischen Feldern im wesentlichen senkrecht durchsetzt. Jeder dieser
Entl>dungsräume steht radial innen mit dem einen und radial allen tnit dem anderen
der beiden benachbarten Entladungsraume in Verbindung. Lediglich die beiden ganz
oben und ganz unten liegenden Entladungsräume stehen radial innen mit dem Einlaß
3, 4 bzw. dem Auslaß 5 in Verbindung. Auf diese Weise durchströmt das ganze Gas
sämtw liche Entladungsräume nacheinander und zwar abwechselnd radial nach außen
und wieder nach innen. Dies ist durch Strömungspfeile angedeutet.
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Der Ozonerzeuger nach Fig. 2 ist etwa in natürlicher Größe dargestellt.
Er ist an einer Deckelplatte 9 aufgehängt, die eine mit Gewinde versehene Aussparung
aufweist, in die ein Durchführungsisolator
10 eingeschraubt ist.
Er hat oberhalb seines Gewindes 11 einen nach außen vorspringenden Ansatz und ist
mittels eines in eine Ringnut eingelegten Dichtungsringes 12 abgedichtet. Durch
einen nach oben stehenden dünnen Hals 13 des Isolators ist von unten ein Anschlußbolzen
durchgesteckt, der sich in einen oberen dünnen Schaft 14, einen dickeren Mittelteil
15 und einen nach unten weisenden Stiftfortsatz 16 gliedert. Der mittelteil 15 und
ein gutes Stück des Stiftfortsatzes 16 liegen innerhalb einer Erweiterung 17 der
Durchführungsbohrung mit größerem Durchmesser. Das obere Ende des Schaftes 14 ist
mit einem Gewinde versehen. Die eine der beiden aufgeschraubten Muttern 14a hält
den Durchführungsbolzen im Isolator fest, die andere dient zum Anschluß der Hochspannungsleitung
(siehe Fig. 5). Eine Radialbohrung 18 mit einem äußeren Anschlußgewinde 18a steht
mit der rweiterung 17 der Durchführungsbohrung in Verbindung.
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Die äußeren Elektroden 19 sind massive runde Aluminiumscheiben.
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Sie haben jeweils eine mittlere runde Aussparung und einen nach unten
vorspringenden Rand 19a. Der obere Randbereich dieser Elektroden ist jeweils ein
wenig nach unten zuruckgesetzt, so daß sich ein Ansatz 19b ergibt, der mit der inneren
unteren Kante deo vorspringenden Randes 19a zusammenpaßt und die äußeren Elektroden
gegeneinander zentriert. Infolge der vorspringenden Ränder 19a verbleibt zwischen
den Elektroden 19 Raum zum Einfügen je zweier Glasscheiben 20, die eine innere Elektrode
21 aus nichtrostendem Stahl einschließen. Die Deckelplatte 9 ist zur Bildung eines
entsprechenden Zwischenraumes gegenüber der anschließenden äußeren Elektrode ausgespart.
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Als unterste äußere Elektrode ist eine einfache Bodenscheibe 22 vorgesehen,
in die eine dem Durchführungsisolator 10 ähnliche Anschlußkappe 23 aus Isolierstoff
eingeschraubt ist. Sie ist in der Mitte durchbohrt und mittels eines Dichtungsringes
24
abgedichtet, wievauch die äußeren Elektroden Dichtungsringe
25 aufweisen, die jeweils in einer Ringnut liegen, die am unteren Ende jedes vorspringenden
Randes 19a bzw. am Deckel 9 angebracht ist. Die äußere Mantelfläche der äußeren
Elektroden 19 ist nicht glatt. Jede Elektrode hat vielmehr einen umlaufenden, im
Querschnitt rechteckigen Wulst 19c, dessen Höhe kleiner als die Gesamthöhe der betreffenden
äußeren Elektrode ist.
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Zum Zusammenpassen der Deckelplatte 9 und der Bodenplatte 22, welche
die äußeren Elektroden 19 abdichtend zwischen sich einklemmen, sind zehn gleichmäßig
über den Umfang verteilte Gewindebolzen 26 vorgesehen. Diese sind oben unmittelbar
in die Deckelplatte 9 eingeschraubt, greifern durch radiale Randschlitze 27 der
äußeren Elektroden sowie durch entsprechende Bohrungen der Bodenplatte 22 und sind
jeweils mit einer Mutter 28 versehen. Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß die Randschlitze
27 nur knapp an die Dichtungsringe 25 heranreichen, sodaß sie deren Dichtunirkung
nicht beeinträchtigen. Die Muttern 28 stehen radial kaum über den Umriß der Bodenplatte
22 vor. Auf den Zweck des unteren verlängerten Endes der Gewindebolzen wird noch
eingegangen.
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Aus Fig. 4 ist zu erkennen, wie die inneren Elektroden 21 elektrisch
leitend und zugleich zentrierend miteinander verbunden sind. Durch ein zentrales
Loch jeder der inneren Elektroden ist eine spezielle Kopfschraube 29 durchgesteckt
und mittels einer Ilutter 30 gesichert. Auf der überstehenden Länge ist an den Kopfschrauben
29 das Gewinde abgedreht, so daß ein Stiftfortsatz 29 a entsteht, der in eine passende
Bohrung 29b am Kopfende der anschließenden Schraube paßt. Uber die Stiftfortsätze
sind kleine Schraubenfedern 31 gefügt, die beim Zusammensetzen komprimiert werden.
Der Stiftfortsatz 16 des Durchführungsbolzens greift in die Kopfschraube der obersten
inneren Elektrode ein. Bei der untersten inneren Elektrode fehlt der Stiftfortsatz
29a.
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In die Anschlußkappe 23 ist ein langgestreckter, nach unten vorstehender
Ventilkörper 32 eingeschraubt und an seinem Bund 33 mittels eines Dichtungsringes
34 abgedichtet. Der Ventilkörper hat eine Längsbohrung 35, die jedoch nicht ganz
durchgeführt ist, und zwei aufeinander senkrecht stehende dünne Querbohrungen 36,
welche die Längsbohrung in der Nähe ihres-inneren Endes durchsetzen. Das untere
Ende des Ventilkörpers ist mit einem Gewinde versehen. Daran schließt sich, noch
unterhalb der Querbohrungen, ein sich nach oben erweiternder Kegelwuls 37 an und
dann folgen oberhalb der Querbohrungen einige im Querschnitt trapezförmige Umfang"iü.lste
38.
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Das anschließende Stück 39 des Ventilkörpers unterhalb des Bundes
33 ist zylindrisch und hat etwa den gleichen AuBendurchmesser wie die Wülste 38.
Ein Schlauch 40, der aus einem sehr hochwertigen dauerelastischen und ozonbeständigen
Kunststoff besteht, spannt sich um den Dichtungskörper auf einer Länge von dem unteren
Gewinde bis fast zum Bund 33. Er liegt am zylindrischen Tail 39 und an den Kuppen
der Wülste 38 an und ist mittels einer Kegelhülse 41 gegenüber dem Kegelwulst 37
verspannt. Zwei gegeneinander gekenterte Muttern 42 erbringen die Spannkraft.
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Der Zusammenbau des beschriebenen Ozonerzeugers erfolgt in umgekehrter
Lage, sodaß also der Hals 13 des Durchführungsisolators nach unten und der Ventilkörper
32 nach oben weist.
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In dieser Lage sind auch die Nuten für die Dichtungsringe 25 nach
oben geöffnet, so daß sich diese großen Ringe leichter einlegen lassen. Zunächst
wird eine Glasscheibe 20 in die Aussparung der Deckelplatte 9 eingelegt. Auf die
Glasscheibe legt man dann einigermaßen gleichmäßig über den Umfang verteilt einige
Kunststoffkügelchen 43 und auf diese die erste innere Elektrode 21, nachdem eine
Feder 31 über den Stiftfortsatz 16 des Durchführungsbolzens gesteckt wurde. Der
Bolzen greift dann in die Bohrung der Kopf schraube 29 dieser-Elektrode ein. Man
1 legt dann weitere Kunststoffkügelchen 43 auf
die innere Elektrode
und fügt eine weitere Glasscheibe 20 darüber. Nun folgt, nachdem zuvor die Gewindebolzen
26 in die Deckelplatte 9 eingeschraubt worden sind, die erste äußere Elektrode 19
mit ihrem vorsDringenden Rand 19a nach oben gewendet. Die Winkelstellung ist so,
daß die Gewindebolzen 26 in die Randschlitze 27 eingreifen. In dieser Weise wird
weiter gestapelt, bis schließlich nach Auflegen der Bodenplatte 22 der ganze Körper
mittels der Muttern 28 zusammengespannt wird.
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Dabei drücken sich die Kügelchen 43 elastisch zusammen, wodurch die
Glasscheiben 20 an den äußeren Elektroden 19 eng zur Anlage kommen, während andererseits
die inneren Elektroden 21 gegenüber den Glasscheiben distanziert bleiben, sodaß
das zu ozonisierende Gas durchströmen kann. Infolge der ineinandergreifenden Kopfschrauben
29 können sich die inneren Elektroden 21 frei beweglich in die sich ergebende Lage
einstellen.
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Die Fig. 5 zeigt den Ozonerzeuger in Außenansieht zusammen mit den
ihn weiter umgebenden,teils im Schnitt dargestellten Bauteilen in kleinerem Maßstab.
Man erkennt hier den oberen Teil eines Wasserbehälters 44, der in abdichtender Weise
mit der Deckelplatte 9 verschraubt ist. Am Ozonerzeuger sind die Umfangswulste 19a
und die als Längsnuten wirkenden Randschlitze 27 sichtbar. Die fünfvorderen Geasindebolzen
26 sind der Ubersichtlichkeit halber entfernt. Der Ozonerzeuger ist von einem Mischtopf
umgeben, der aus einem Mantel 45 und einem Boden 46 besteht. In der Nitte des Bodens
ist ein nach unten und oben vorstehendes Rohrstück 47 eingesetzt Der Nischtopfmantel
45 bildet mit dem.0zonerzeuger, d.h. mit seinen umlauf enden Wülsten 19c einen schmalen
Mantelspalt 48. Die Gewindebolzen 26 greifen mit ihren nach unten stehenden verlängerten
Enden durch den Boden 46 des Mischtopfes, so daß dieser mit Muttern 49 an den Gewindebolzen
aufgehängt werden kann. Drei konzentrische Hohlzylinderstücke 50 bis 52 sind zwischen
der Bodenplatte 22 und dem Mischtopfboden 46 eingesetzt. Infolge dieser gegenseitigen
Abstützung können die Muttern 49 fest angezogen werden.
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Die Länge des Mantels 45 ist so gewählt, daß sein oberer Rand von
der Deckelplatte 9 einen kleinen Abstand hat. Die Hohlzylinderstücke 50 und 52 haben
unten und das Hohlzylinderstück 51 hat oben einige Randausschnitte,7welche eine
radiale Durschtrömung der Zylinderstücke erlauben. Auch der obere Rand des Rohrstückes
47 hat gegenüber der Anschlußkappe 23 einen Abstand.
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Ein Zuleitungsrohr 53 für den Wasserbehälter 44 ist durch die Deckelplatte
9 geführt, wobei die Deckelplatte zwischen einem Flansch 54 und einem Schraubring
55 eingeklemmt ist. Weiter folgt eine Trennverschraubung 56, ein Bogen 57, ein Zwischenstück
58 und ein weiterer Bogen 59, der mit dem Rohrstück 47 verbunden ist. Mit Hilfe
der Trennverschraubung läßt sich die Rohrleitung in axialer Richtung auf trennen,
so daß der Mischtopf zusammen mit dem U-förmigen Rohrstück 57 bis 59 abgezogen werden
kann.
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Die zu ozonisierende Luft wird dem Ozonerzeuger über eine Zuluftleitung
60 zugeführt, die mittels einer Verschraubung 61 in das Anschlußgewinde 18a des
Durchfffhrungsisolators 10 (vergleiche Fig, 2) eingesetzt ist. Die Zuluft wird zuvor
in einer Lufttrocknurtgseinrichtung 62 sorgfältig getrocknet. Ein Hochspannungstransformator
63 ist mit seiner Sekundärwicklung einerseits am Schaft 14 des Durchführungsyolzens
und andererseits an der geerdeten Deckelplatte 9 angeschlossen. Die äußeren Elektroden
19 sind über ihre Berührungsflächen mit der Deckelplatte 9-leitend verbunden. Selbstverständlich
ist auch eine Abdeckkappe für den Hochspannungsanschluß und den Transformator vorgesehen,
die jedoch nicht dargestellt ist.
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Der Wasserspiegel 64 in dem Wasserbehälter 44 wird mittels eines insgesamt
mit 65 bezeichneten Entlüftungsventils auf dem gezeigten Niveau gehalten. Das Entlüftungsventil
ist nur schematisch dargestellt und besteht aus einem Schwimmer 66, der in einem
Korb 67 enthalten ist und mit seinem kegelförmigen
oberen Ende
eine Entlüftungsleitung 68 verschließt, welche die Deckelplatte 9 durchsetzt und
mittels einer Verschraubung 69 befestigt ist.
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Im Betrieb der beschriebenen Vorrichtung verlaufen die Strömungswege
der Luft und des Wassers wie folgt. Die getrocknete Zuluft tritt durch die Zuluftleitung
60 und die Radialbohrung 18 des Durchführungslsolators in den Ozonerzeuger ein und
gelangt durch die Erweiterung 17 der Durchführungsbohrung in den ersten Entladungsraum
zwischen der obersten Glasscheibe 20 und der obersten inneren Elektrode 21. Sie
streicht in diesem Entladungsraum radial nach außen und gelangt dann in den Ringraum
zwischen den beiden obersten~Glasscheiben und radial außerhalb der obersten inneren
Elektrode. In diesem Ringraum kann sich die Strömung wieder beruhigen bzw. es können
Ausgleichsströmungen in Umfangsrichtung erfolgen, sofern der Strömungswiderstand
in dem Entladungsraum nicht ganz gleichmäßig war. Sodann strömt die Zuluft durch
den nächsten Entladlmgsraum wieder zur Mitte und gelangt durch die Mittenaussparungen
der zweiten und dritten Glasscheibe in den dritten Entladungsraum, wö sie wieder
nach außen st-ömt. Auf diese Weise reichert sich die Luft immer mehr mit Ozon an
und gelangt schließlich über die Durchführungsbohrung der Anschlußkappe 23 in die
Längsbohrung 35 des Ventilkörpers. Von dort tritt sie durch die Querbohrungen 36
radial aus und zwängt sich nun zwischen dem Schlauch 40 und den Umfangswülsten 38
hindurch bis zum oberen Ende des Schlauchs, wo sie in das Wasser ausbläst. Der Schlauch
dehnt-sich dabei unter dem Innendruck der ozonisierten Luft etwas aus. Die Berührungsstellen
zwischen dem Schlauch und den Umfangswülsten sind strömungsmäßig hintereinandergeschaltet,
und ergeben eine große Sicherheit gegen Eindringen von Wasser in den Ozonerzeuger.
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Das Wasser, welches mit Hilfe des Ozons aufbereitet werden soll, wird
durch das Zuleitungsrohr 53 in den Behälter gepumpt.
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Es tritt zusammen mit der eingeblasenen ozonisierten Luft über den
oberen Rand des Rohrstücks 47, muß dann durch die unten liegenden Randaussparungen
des Hohlzylinderstücks 50, durch die oben liegenden Randaussparungen des Hohlzylinderstücks
51 und dann abermals wieder unten durch die Randaussparungen des Hohlzylinderstücks
52 strömen. Es vermischt sich infolge dieser mehrmaligen Umlenkung außerordentlich
intensiv mit der ozonhaltigen Zuluft und der Mischvorgang setzt sich noch weiter
fort beim Durchströmen des Nanteispaltes 48 bis das Wasser-L.uft-Ozon-Gemisch schließlich
über den oberen Rand des Mischtopfes in den Wasserbehälter austritt. Dabei bewirken
insbesondere die umlaufenden Wülste 19a der äußeren Elektroden eine starke Verwirbelueg.
Das Wasser wird dann beispielsweise an der Unterseite des Behälters 44 abgeführt.
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Das Luft-Restozon-Gemisch, welches in dem Behälter über dem Wasserspiegel
64 steht, wird durch die Entlüftungsleitung 68 abgeführt.
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Die Wärme wird aus den Glasscheiben 20 iiber die äußeren EleB-troden
19, die zu diesem Zweck verhältnismäßig dick ausgeführt sind, nach außen geleitet
und von dem ozonisierten Wasser gekühlt. Bei eie Badewasser-Aufbereitungsanlage
wird somit die Abwärme des Ozonerzeugers sinnvcllerweise zur Heizung des Wassers
verwendet.
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Fig. 6 zeigt das Schema einer solchen Badewasser-Aufbereitungsanlage.
Der Mantel des den Ozonerzeuger umgebenden Mischtopfes ist wieder mit;45 bezeichnet,
die Wasserzuführungsleitung mit 53. Der Behälter 44 zeigt sich hier als Filterbehälter,
der etwa zur Hälfte mit Quarzkies 70 gefüllt ist. Ueber einen sogenannten Filterstern
71, das sind sternförmig angeordnete, mit feinen Bohrungen dicht übersäte Rohrstücke,
deren freie Enden verschlossen sind, und über eine Verbindungsleitung 72 ist das
Kiesfilter mit einem weiteren Behälter 73 verbunden.
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Dieser ist oben und unten mit. Filtersternen 74a und 74b versehen
und
etwa zur Hälfte mit Aktivkohle 75 gefüllt. Der untere Filterstern 74b ist über eine
Leitung 76 mit einem Dreiwege-Motorventil 77 verbunden. Von diesem führt eine Leitung
78 zu einem Badebecken, während der dritte Anschluß einerseits an einer vom Badebecken
kommenden Zuleitung 79 und andererseits an einem zweiten motorbetriebenen Dreiwegeventil
80 angeschlossen ist. Die beiden anderen Anschlüsse dieses Ventils ihren über eine
Leitung 81 zum Abwasserkanal und über das Zuleitungsrohr 53 zum Behälter 44. Eine
mit einem Grobfilter versehene Puppe 82 fördert das Wasser vom Becken in die Leitung
79.
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Bei Filterbetrieb macht das Wasser folgenden Kreislauf; Es gelangt
vom Becken über die pumpe 82 und über die Leitung 79 zum Dreiwegeventil 80, durch
den Behälter 44 und die Verbindungsleitung 72 zum Behälter 7 und über die Leitung
76, das Dreiwegeventil 77 und die Leitung 78 zum Becken. Da erldungsgemäß der AItivkohlefilterbehälter
73 i, Gegensatz zu dem Kiesfilterbehälter 44 nicht entlüftet ist bzw. durch eine
evtl. Entlüftungseinrichtung Luft nur austreten kann, wenr der Wasserspiegel wie
gezeichnet bis knapp iiber die Aktivkohleschicht abgesunken ist, baut sich im Lauf
des Betriebes infolge der Buftausscheidungen aus dem Wasser im Behälter 73 ein Gaspolster
auf. Der Wasserspiegel sinkt also tatsächlich bis auf den eingezeichneten Stand
ab. Dies ist eine Folge der außerordentlich guten Durchmischung von Wasser und ozonhaltiger
Luft in der beschriebenen Einrichtung gemäß Fig.- 5.
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Wenn nun die beiden Dreiwegeventile 77 und 80 zum Zwecke der Filterrückspülung
umgestellt werden, verläuft die Strömung aus dem Rohr 79 in umgekehrter Richtung
durch beide Pilterbehälter und über das Dreiwegeventil 80 und die Leitung 81 zum
Abwasserkanal. Es ist nun ein besonderer Vorteil, daß beim Beginn dieses Rückspülungsvorganges
die Luftblase im Behälter 73 durch das Quarzkies im Behälter 44 gedrückt wird und
dieses
auflockert. Der Schmutz löst sich dadurch und wird von dem
nachfolgenden Wasser fortgeschwemmt. Es wird also derselbe Effekt erreicht, wie
sonst bei einer Filterblaseinrichtung.
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In dem Rückspülwasser, welches durch das Aktivkohlefilter fließt,
darf dagegen keine Luft enthalten sein, da die Kohle sonst zu stark gelockert und
fortgeschwemmt würde.
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Die Ozonerzeugung wird zweckmäßigerweise einige Zeit vor der Rückspülung
abgestellt, so daß restliches Ozon, welches vorher in der Gasblase im Behälter 73
enthalten war, sich schnell verflüchtigt. Der Rückspülvorgang sowie das Zu- und
Abschalten des Ozonerzeugers erfolgt zweckmäßig durch selbsttätige Steuerung. Infolgedessen
ist es auch einfach, die Be triebszeiten zwischen den einzelnen Rückspülungen so
zu bemessen, daß die Gasblase im Behälter 73 auf die zweckmäßigste GröBe anwächst.
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Ansprüche