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Einrichtung zur Wasseraufbereitung mit Ozon Die Erfindung betrifft
eine Einrichtung ur Wasseroufbereitung, insbesondere Badewasseraufbereitung, mit
einem Ozonerzeuger und einer Mischvorrichtung mit einem Düsenkopf, durch den ozonhaltiges
Gas in das aufzubereitende Wasser eingeleitet wird.
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Einrichtungen dieser Art sind bislang nur in Form von Großanlagen
bekannt, z.B. zur Trinkwasseraufbereitung oder bei größeren Hallenbädern. Der Ozonerzeuger
ist meist in einem eigenen Betriebsraum untergebracht, jedenfalls aber durch eine
Rohrleitung beträchtlicher Länge von den wasserführenden Installationen getrennt.
Die
Kühlung des Ozonerzeugers erfolgt über einen eigenen Kühlkrei sl auf.
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Derartige Anlagen, bei denen die Ozonerzeugung und die Ozonverwendung
systematisch getrennt sind, und bei denen die einzelnen Anlagenteile meist von verschiedenen
Herstellern stammen, erfordern hohe Anschaffungs- und Unterhaltungskosten. Nachteilig
sind insbesondere die erforderlichen großen Räumlichkeiten, die langen Montagezeiten
und der schlechte Wirkungsgrad der bekannten Anlagen, wobei letzterer dadurch mit
bedingt ist, daß ein Teil des erzeugten Ozons während des Transports in den Rohrleitungsabschnitten
vor dem Düsenkopf wieder zerfällt und daß auch die Vermischung mit dem aufzubereitenden
Wasser nicht intensiv genug ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine komplette und räumlich
gedrängte, betriebssichere, wartungsarme und eine hohe Ozonausbeute liefernde Einrichtung
zur Wasseraufbereitung zu schaffen, d.h. einen höheren Integrationsgrad solcher
Anlagen konsequent zu verwirklichen.
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Ausgehend von einer Einrichtung der einleitend näher bezeichneten
Gattung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein an seiner Außenfläche
kühlbarer Ozonerzeuger in einem von dem aufzubereitenden Wasser durchströmten Behälter
eingebaut ist, und daß der Düsenkopf an dem Ozonerzeuger befestigt und an der Stelle
angeordnet ist, an der die Wasserzuleitung in den Behälter mündet. Ein derart in
die Wasserströmung eingefügter Ozonerzeuger macht lange Ozontransportwege entbehrlich,
sodaß das ozonhaltige Gas mit höchster Ozonkonzentration unmittelbar dem Wasser
zugemischt werden kann und zwar an einer Stelle, die sich für eine injektorartige
Ausbildung vorzüglich eignet. Eine besondere Kühlinstallation für den Ozonerzeuger
ist überhaupt nicht erforderlich. Dieser gibt vielmehr seine gesamte Betriebswärme
unmittelbar an das aufzubereitende Wasser ab, was im Falle der
Badewasseraufbereitung
gleichbedeutend ist mit einer entsprechenden Reizenergieeinsparung. Die Erfindung
ermöglicht es auch erstmals, eine in einem transportablen Schrankgehäuse zusammengefaßte
komplette Wasseraufbereitungseinrichtung zu schaffen, die serienmäßig betriebsfertig
montiert ist und alle notwendigen Bedienungselemente, Antriebs- und Vberwachungsgeräte
enthält.
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In Weiterbildung der Erfindung ist für solche Einrichtungen ein Ozonerzeuger
vorgesehen, der aus massiven, gut wärmeleitenden Topfringscheiben als äußere Elektroden,
Ringscheiben aus einem keramischen Werkstoff als Dielektrikum und Blechscheiben
als innere Elektroden zusammengespannt ist, wobei zwischen den Keramikscheiben und
den inneren Elektroden plattenförmige, abwechselnd radial nach innen und nach außen
von Luft durchströmte Entladungsräume gebildet sind, bei dem ferner die inneren
Elektroden gegenüber den Keramikscheiben mittels über ihre Fläche verstreuter kleiner
Distanzierungskörper aus einem elastischen Werkstoff auf Abstand gehalten und mittels
zentraler, ineinanderpassender Steckverbindungsteile zentriert sind, und an dessen
einer Stirnseite ein Hochspannungs-Durchführungsisolator mit einem Gaseinlaßkanal
und einem Gaszuleitungsanschluß und an dessen anderer Stirnseite der Düsenkopf vorgesehen
ist.
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Es ist zwar aus der deutschen Patentschrift 1 176 100 ein prinzipiell
in dieser Bauart ausgeführter Ozonerzeuger bekannt, dessen innere Elektroden an
ihrem Rand gehaltert sind. Demgegenüber ist erfindungsgemäß der Zusammenbau des
Ozonerzeugers wesentlich vereinfacht und die Gasströmung wird am Rand der inneren
Elektroden wirbelfrei umgeleitet. Der Durchführungsisolator an der Stirnwand des
Ozonerzeugers, die gleichzeitig die Behälterwand bildet, ermöglicht die gefahrlose
Zuführung des Hochspannungspotentials zu den inneren Elektroden und die Gaszuführung.
An der anderen Seite sitzt der Düsenkopf und leitet das ozonhaltige Gas unmittelbar
in das Wasser, welches den Ozonerzeuger umgibt und ihn kühlt.
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Speziell bei betriebsfertig lieferbaren Wasseraufbereitungsein richtungen
für kleinere Schwiinmbäder empfiehlt es sich, den Ozonerzeuger in einen beispielsweise
Kies enthaltenden Filterbehälter einzuhängen, d.h. ihn mit vertikaler Achse an dem
horizontalen Deckel eines solchen Behälters aufzuhängen, wobei die Gas- und die
Hochspannungszuleitung oben und der Düsenkopf unten angeordnet sind und die Wasserzuleitung
neben dem Ozonerzeuger durch den Deckel in den Filterbehälter eingeführt und anschließend
in einem Bogen zum Düsenkopf nach oben geführt ist.
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Somit sind sämtliche erwähnten Installationen am Behälterdeckel befestigt
und können mit diesem einfach herausgenommen werden.
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Dadurch, daß die Zuleitung ein Stück weit in den Behälter hineingeführt
ist, wird erreicht, daß der Düsenkopf im Bereich der Mündung der Zuleitung liegt,
wo die Vermischung von Gas und Wasser am einfachsten erfolgen kann.
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Um zu verhindern, daß Wasser in den Ozonerzeuger eintritt, wird vorgeschlagen,
daß zwischen dem Innenraum desselben und dem Düsenkopf eine Rückschlagventileinheit
eingeschaltet ist. Auf eine besonders geeignete Bauart einer solchen Rückschlagventileinheit
wird unten noch näher eingegangen. Zunächst unabhängig von dieser Bauart besteht
eine grundsätzliche und sehr wesentliche Weiterbildung der Erfindung darin, daß
die Rückschlagventileinheit und der Düsenkopf in einem gegen die Strömungsrichtung
in die Wasserzuleitung hineinragenden Strömungskörper enthalten ist, dessen Außenfläche
in Strömungsrichtung nach einer Verengung der Wasserzuleitung mit der Wasserzuleitur#sinnenfläche
einen sich in Strömungsrichtung erweiterenden Ringraum bildet, und daß die Düsen
des Düsenkopfes in der Nähe der Stelle kleinsten Strömungsquerschnitts in den Ringraum
münden.
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Eine derartige Anordnung hat die an sich bekannte Wirkung eines Injektors.
Der im Wasserströmungsweg entstehende Unterdruck begünstig das Eindringen des ozonhaltigen
Gases, seine Zerschlagung zu einer feinen Gas-Wasser-Emulsion infolge hoher Strömungsgeschwindigkeiten
und mithin die Reaktion des Ozons mit den im Wasser enthaltenen Substanzen.
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Zur weiteren Intensivierung der Durchmischung wird vorgeschlagen,
daß in einem Abstand und parallel zu der Stirnwand des Ozonerzeugers, an der sich
der Düsenkopf bzw. der Strömungskörper befindet, ein Mischboden vorgesehen ist,
und daß zwischen diesem und der Stirnwand mehrere mit Durchbrüchen versehene konzentrisch
angeordnete Hohlzylinderstücke eingefügt sind. Das Gas-Wasser-Gemisch durchströmt
somit auf seinem radialen Weg an der Ozonerzeuger-Stirnseite mehrere hintereinandergeschaltete
grobe Schikanen. Vorzugsweise sind an den Hohlzylindern abwechseln oben und unten
Randausschnitte angebracht, sodaß sie abwechselnd oben und unten durchströmt werden,
was eine mehrfache Strömungsumlenkung und weitere Verwirbelung zur Folge hat. Schließlich
tritt das Gas-Wasser-Gemisch aus dem äußersten Mischraum in den Behälter aus und
umspült die Außenfläche des Ozonerzeugers.
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Was die Bauart der Rückschlagventileinheit umgeht, wird erfindungsgemaß
vorgeschlagen, daß diese aus einem Membranventil und einem diesem strömungsmäßig
nachgeschalteten, in einen zentralen Durchlaß der Membran eingebauten Kugelventil
besteht. Bekanntlich kann ein einfaches Rückschlagventil im Augenblick des Strömungsrichtungswechsels
nicht ganz dicht sein. Andererseits muß aber mit Sicherheit verhindert werden, daß
nur Spuren von Wasser in den Ozonerzeuger hineingelangen. Diese Sicherheit bringt
der erwähnte Vorschlag. Trotz hoher Federvorspannung und damit sicherer Abdichtung
am Sitz des Membranventils wird erreicht, daß dieses Ventil nicht flattert, sondern
auch bei Druckschwankungen in seiner geöffneten Lage verbleibt, weil die aus der
Öffnungsdruckdifferenz des nachgeschalteten, von der Membran getragenen Kugelventils
resultierende Restkraft dazu ausreicht.
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Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform einer solchen Bückschlagventileinheit
besteht erfindungsgemäß darin, daß ein in seiner Längsachse durchbohrtes längliches
Ventilelement, welches ein federbelastetes Kugelventil enthält, in einer Führungsbohrung
des
Strörnungskörpers und mittels einer Ringmembran geradlinig geführt ist, daß das
eine Ende der Bohrung des Ventilelements als Ifundstück ausgebildet ist, daß eine
auf das Ventilelement wirkend Feder das Mundstück auf eine abdichtende Verschlußscheibe
drückt, und daß eine Anschlagfläche vorgesehen ist, welche den Bewegungsweg der
Ringmembran in entgegengesetzter Richtung begrenzt. Diese Konstruktionsform läßt
sich in idealer Weise in einem kegelförmagen Strömungskörper unterbringen, sodaß
die Membran in der Nähe der Regelbasis liegt, das Ventilelement mit dem Kugelventil
sich zur Kegelspitze hin anschließt und die Kegelspitze den Düsenkopf bildet. Die
Rückschlagventileinheit wird vorzugsweise als austauschfähiges Bauteil an der Stirnseite
des Ozonerzeugers angeschraubt.
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Sofern es amnschensavert ist, den Unterdruck an der t#bertrittsstelle
des ozonierten Gases in das Wasser justieren zu können, wird vorgeschlagen, daß
der den Strömungskörper umschließende und eine Verengung bildende Endteil der Wasserzuleitung
in Achsrichtung bezüglich des Strömungskörpers justierbar ist. Das hat auch den
Vorteil, daß derselbe Strömungskörper bei Anlagen verschiedener Größe eingesetzt
werden kann und es dadurch möglich ist, die Ströitungsquerschnitte den individuellen
Anlagen- und örtlichen Druckverhältnissen anzupassen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der
Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung
einer Einrichtung zur Badewasseraufbereitung mit einem in einen Kiesfilterbehält
er eingebauten Ozonerzeuger, Fig. 2 einen Längsschnitt des Ozonerzeugers, Fig. 3
Steckverbindungsteile zur elektrischen Verbindung und Zentrierung der inneren Elektrdden
des Ozonerzeugers und Fig. 4 einen Längsschnitt einer Rückschlagventileinheit mit
zugehörigem Venturirohr.
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Fig. 1 zeigt einen Behälter 1, der etwa zur Hälfte mit Quarzkies gefüllt
ist. In der Kiesfüllung ist ein sogenannter Filterstern 3 angeordnet, bestehend
aus mehreren von einem Ssmmelstück 4 sternförmig abstehenden Rohrstücken 5, die
mit feinen Bohrungen übersät und an den Enden geschlossen sind. Von dem Sammelstück
führt eine Rohrleitung 6 durch den Boden des Behälters nach außen. An der Innenseite
eines flachen Deckels 7 dieses Behälters ist ein aus mehreren ringscheibenförmigen
Teilen aufgebauter Ozonerzeu0#er 8 angehängt, sodaß er zum größten Teil in das Wasser
hineinragt.
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Die gezeichnete Höhe des Wasserspiegels 9 wird mit Hilfe eines Entlüftungsventils
10 aufrecht erhalten, welches einen Schlfimmer enthält und bei Absinken des Wasserspiegels
öffnet.
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Ein Zuleitungsrohr 11 für den Behälter ist abdichtend durch den Deckel
7 geführt. Im Behälterinneren schließt sich eine Trennverschraubung 12, ein Bogen
13, ein Zwischenstück 14 und ein weitere Bogen 15 an, der über ein Venturirohr 16
in einen Nischtopf 17 mündet, welch letzterer an der unteren Stirnseite des Ozonerzeuge
angesetzt ist. Weitere Erläuterungen hierzu erfolgen unten bei der Erklärung der
anderen Zeichnungsfiguren. Alle an dem Deckel 7 angebrachten Bauteile werden zusammen
mit diesem in den Behälter eingesetzt und können im Bedarfsfall herausgenommen werden.
Nit Hilfe der Trennverschraubung 12 läßt sich die Rohrleitung in axialer Richtung
auftrennen, sodaß der Nischtopf 17 zusammen mit dem U-förmigen Rohrstück abgezogen
werden kann.
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Die zu ozonisierende Luft und die elektrische Energie werden dem Ozonerzeuger
8 über einen an seiner Oberseite angeordneten Durchführungsisolator 18 zugeführt.
Eine Zuluftleitung 19 ist mittels einer Verschraubung 20 in den Durchführungsisolator
18 eingesetzt Die Luft wird zuvor in einer Lufttrocknungseinrichtung 21 sorgfältig
getrocknet. Ein Hochspannungstransformator 22 ist mit seiner Sekundärwicklung einerseits
am Schaft 23 des Durchführungs bolzens des Isolators und andererseits an dem Deckel
7 angeschlos sen. Die ringscheibenförmigen äußeren Elektroden des Ozonerzeuger
sind
über ihre gegenseitigen Berührungsflächen mit dem Deckel 7 leitend verbunden. Der
Durchführungsbolzen steht andererseits mit den in dieser Figur nicht sichtbaren
inneren Elektroden leitend in Verbindung. Ds Hochspannungstransformator 22 karl,
was sich aus der schematischen-Darstellung nicht ergibt, ebenfalls unmittel bar
auf dem Deckel 7 angeordnet sein.
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Der Filterstern 3 des Behälters ist über die Leitung 6 mit einem motorbetriebenen
Dreiwegeventil 24 verbunden. Von diesem führt eine Leitung 25 zu dem nicht dargestellten
Badebecken, während der dritte Anschluß einerseits an einer vom Badebecken kommenden
Zuleitung 26 und andererseits an einem zweiten motorbetriebenen Dreiwegeventil 27
angeschlossen ist. Die beiden anderen Anschlüsse dieses Ventils führen über eine
Leitung 28 zum Abwasserkanal und über das Zuleitungsrohr 11 zum Behälter 1. In die
vom Becken ankommende Leitung 26 ist eine mit einem Grobfilter versehene Pumpe 29
eingeschaltet, Der Ozonerzeuger nach Fig. 2 ist etwa in natürlicher Größe dargestellt.
Der Deckel 7 hat ein Gewindeloch, in das der Durchführungs isolator 18 eingeschraubt
ist. Dieser hat oberhalb seines Gewindes einen nach außen vorspringenden Ansatz
und ist an dieser Stelle mittels eines in eine Ringnut eingelegten Dichtungsringes
30 abgeiichtet. Durch einen nach oben stehenden dünnen Hals 31 des Isolators ist
von unten ein Durchführungsbolzen durchgesteckt, der sich in den schon erwähnten
dünnen Schaft 23, einen dickeren Mittelteil 32 und einen nach unten weisenden Stiftfortsatz
33 gliezrt. Der Mittelteil und ein gutes Stück des Stiftfortsatzes liegen Innerhalb
einer Erweiterung -34 der Durchführungsbohrung mit größerem Durchmesser. Das obere
Ende des Schaftes 23 ist mit einem Gewinde versehen. Die aufgeschraubten Muttern
35 halten den Durchführungsbolzen im Isolator fest und dienen zum Anschluß der Hochspannungsleitung.
Eine Radialbohrung 36 mit einem äußeren Anschlußgewinde steht mit der Erweiterung
34 der Durchführungsbohrung in Verbindung. Durch diese Radialbohrung 36 tritt die
Luft in den Ozonerzeuger ein.
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Die äußeren Elektroden 37 sind massive Ringscheiben aus Aluminium:
Sie haben jeweils einen nach unten vorspringenden Rand 37a, sodaf sich beim Aufeinanderstapeln
flache Zwischenriallme ergeben. Der obere Randbereich dieser äußeren Elektroden
ist jeweils ein wenig nach unten zurückgesetzt, sodB sich ein Ansatz 37b ergibt,
der n der inneren unteren Kante des vorspringenden Randes 37a der darüber liegenden
äußeren Elektrode zusammenpaßt und die äußeren Elektroden gegeneinander zentriert.
Zur besseren Kühlung haben di äußeren Elektroden jeweils eine an der Außenfläche
umlaufende Rippe 37c. In den Zwischenräumen befinden sich je zwei Glasscheiben 38,
die jeweils wieder eine innere Elektrode 39 aus nichtrostendem Stahl einschließen.
Der Deckel 7 ist zur Bildung eines entsprechenden Zwischenraumes gegenüber der anschließenden
äußeren Elektrode 37 ausgespart. Die untere Abschlußscheibe 40 hat einen etwas größeren
Durchmesser und am Außenumfang einen Dichtungsring 40a. An diese Abschlußscheibe
schließt sich die Wand 17a des Nischtopfes an, dessen Boden mit 17b bezeichnet ist.
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Zum Zusammenpressen der einzelnen aufeinandergeschichteten Teile sind
acht gleichmäßig über den Umfang verteilte Gewindebolzen 41 vorgesehen. Diese sind
oben unmittelbar in den Deckel eingeschrau greifen durch radiale Schlitze der Rippen
37c der äußeren Elektroden sowie durch entsprechende Bohrungen der Abschlußscheibe
40 und des Mischtopfbodens 17b und sinisowohl unterhalb der Abschluß scheibe 40
als auch unter dem Nischtopfboden 17b mit Nuttern versehen. Der Innenraum des Ozonerzeugers
ist mit Hilfe von Dichtung ringen 42, die zwischen den äußeren Elektroden 37 eingelegt
sind, abgedichtet.
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Aus Fig. 3 ist noch besser zu erkennen, wie die inneren Elektrode
39 elektrisch leitend miteinander verbunden und untereinander sowie gegenüber den
Glasscheiben 38 zentriert sind. Durch ein zentrales Loch jeder dieser inneren Elektroden
39 ist eine spezielle Kopfschraube 43 durchgesteckt und mittels einer Mutter 44
gesichert.
Auf der überstehenden Lange ist an den Kopfschrauben
daE Gewinde abgedreht, sodaß ein Stiftfortsatz 43a entste t, der in eine passende
Bohrung 43b am Kopfende der anschließenden Schraube 43 paßt. ueber die Stiftfortsätze
43a sind kleine Schraubenfedern 45 gefügt, die beit Zusammensetzen komprimiert werden.
Der Stiftfortsatz 33 des Durchführungsbolzens greift in die Kopfschraube t der obersten
inneren Elektrode 39 ein. Bei der untersten inneren Elektrode fehlt der Stiftfortsatz.
Die zentralen Bohrungen der Glasscheiben 38 sind nur wenig größer als die Kopfschrauben
43 und lXiutte-n 44, sodaß dadurch die inneren Elektroden 39 mit ausreichender Genauigkeit
zentriert sind.
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Beim Zusammenbau werden zwischen den inneren Elektroden 39 und de
Glasscheiben 38 einigermaßen gleichmäßig über den Umfang verteilte Kunststoffplättchen
46 eingelegt, welche für eine gleichmäßige Distanzierung dieser Teile sorgen, ohne
jedoch die radiale Gasströmung zu behindern. Während die Glasscheiben 38 fast den
gleichen Außendurchmesser wie die Zwischenräume zwischen den äußeren Elektroden
37 haben, ist der Durchmesser der inneren Elektroden 39 kleiner. Das hat den Vorteil,
daß die Gasströmung gleichmäßig auch über die äußeren Ränder der inneren Elektroden
hinweggleitet und in den Ringräumen, die sich radial außen an die inneren Elektroden
anschließen sanft umgeleitet wird.
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Fig. 2 zeigt weiter, daß an die Abschlußscheibe 40 des Ozonerzeug
ein nach unten weisender kegelförmiges, an seiner Basis sich flanschartig verbreiternder
Strömungskörper 47 angeschraubt ist.
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Er ist in Fig. 4 im Schnitt gezeigt und enthält eine Rückschlagventileinheit
sowie den Düsenkopf. Aus den einzelnen Düsen 48 in der Nähe der Kegelspitze tritt
das ozonhaltige Gas aus. Der Strömungskörper 47 ist umgeben von dem Venturirohr
16, welches das Endstück und eine Verengung der Wasserzuleitung bildet. Es is in
den Mischtopfboden 17b eingesetzt. Von der Stelle geringsten Durchflußquerschnitts
an erweitert sich der den Strömungskörper 4 umgebende Ringraum 50 stetig und geht
dann in den Innenraum des
Mischtopfes 17 über. Vier konzentrische
Hohizylinderstücke 51 sind zwischen der ÄbschluPscheibe 40 und dem Boden 17b des
IÄsclitopfes eingesetzt. Diese Hohlzylinderstücke 51 haben abwechselnd unten und
oben einige Randasschnitte 52, welche ihre radiale Durchströmung erlauben und infolgedessen
eine mehrfache Strönl:r.gsumle@kung bewirken. Die 'tand 17a des Mischtopfes hat
eine Reihe von Auslaßöffnungen 53, lurch die das Gemisch in den Filterbekälter 1
austritt. Die Fig. 2 nacht auch deutlich, daß mit Hilfe des iiischtopfes 17 der
Strömungskörper 47 und das Venturirohr 16 ohne direkte, den Ringraum 50 durchsetzende
und die Strömung störende Abstützungen in ihrer gegenseitigen Lage festgehalten
werden.
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Fig. 4 zeigt die Einzelheiten der Rückschlagventileinheit und ein
von der Darstellung in Fig. 2 abweichendes justierbares Venturirohr 54. Die von
außen sichtbaren Teile der Rückschlagventileinheit sind der StrönungskörAer 47 und
eine Klemmscheibe 55, welche den gleichen Außendurchmesser wie der Flansch des Strömungskörpers
hat. Diese beiden aus Hart-Polyvinylchlorid bestehenden Teile sinc mit sechs Schrauben
56 zusammenge@chraubt und klemmen eine Ringmembran 57 aus Fluorkautschuk zwischen
sich ein. Die für sich zusal!mengeschraubten Teile werden rnit ebenfalls sechs mit
Nuttern bestückten Schraubenbolzen 58, die auf dem gleichen Teilkreis liegen, an
der Abschlußscheibe 40 angeschraubt.
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Die Ringmelnbran 57 und die an ihr befestigten Teile, auf die noch
eingegangen wird, erhält ihre Bewegungsfreiheit durch zwei etwa spiegelbildliche
flache zylindrische Aussparungen 59 und 60 in der Klemmscheibe bzw. dem Strömungskörper.
An die Aussparungen schließt nach unten eine weitere zylindrische Aussparung 61
kleineren Durchmessers und an diese eine Führungsbohrung 62 an.
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Die Führungsbohrung wird durch eine weitere Bohrung 63 kleineren Durchmessers
nach unten fortgesetzt. In der Nähe des unteren Endes dieser zuletzt genannten Bohrung
63 sind die drei um 1200 gegeneinander versetzten, zur Strömungskörperachse senkrechten
Düsenbohrungen 48 angebracht.
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Das Kernstück der S#ckschlagventileinheit, das sogenannte Ventilelement,
besteht aus einem mittelstück 64, einem Flanschring 65, einer Kugeihülse 66, der
darin enthaltenen Kugel 67 mit Kugelventilfeder 68 und einer weiteren Feder 69.
Das Mittelstück 64 durchsetzt die Ringmembran 57 und liegt mit seinem Flansch 64a
oben auf dieser auf. Es hat eine zentrale durchgehende Bohrung 64 die oben in ein
rohrartig überstehendes ltundstück 64c ausläuft.
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Auf ein Außengewinde des Nittelstücks 64 ist die Kugelhülse 66, an
der oben ein Sechskant 66a angebracht ist, aufgeschraubt, soda die Nembran zwischen
dem Flansch 64a und dem Flanschring 65 eingeklemmt wird. Die Rvgelhülse 66 hat vier
seitliche Löcher 66b und eine Längsbohrung 66c und läßt sich mit Spiel in der Führungs
bohrung 62 bewegen. Die Kugelventilfeder 68'drückt die Kugel auf einen am unteren
Ende des Nittelstücks 64 ausgebildeten Ventilsitz. Die in der aussparung untergebrachte
Feder 69 drückt das Ventilelement nach oben, sodaß sich das Mundstück 64c auf eine
Verschlußscheibe 70 aus Fluorkautschuk auflegt. Diese ist in die Klemmscheibe 55
eingesetzt. Durch einige kreisförmig angeordnete Zuführungsbohrungen 71 in der Klemmscheibe
tritt das ozonhaltige Gas aus dem Ozonerzeuger nach unten aus und in die Rückschlagventileinheit
ein. Wegen der aggressiven Wirkung des Ozons bestehen sämtliche Metallteile aus
hochlegiertem Chrom-Nickel-Stahl.
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An den in Fig. 4 nur stückweise gezeigten Boden des Mischtopfes ist
konzentrisch zum Strömungskörper ein kurzer Schraubstutzen 72 mit Innengewinde angeschweißt.
In dieses ist das ebenfalls aus Hart-Polyvinylcllorid bestehende Venturirohr 54
eingeschraubt und mit Hilfe eines Dichtungsringes 73 abgedichtet. Es hat unten einen
Bund, auf dem ein Flanschring 74 lose aufgelegt ist. An das Venturirohr schließt
sich eine Wasserzuleitung 75 an, deren Flansch mit dem Flanschring verschraubt ist.
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Die beschreibene Einrichtung arbeitet wie folgt. Die getrocknete Luft
tritt durch die Zuluftleitung 19 und die Radialbohrung 36
des Burchführungsisolators
18 in den Ozoncrzeuger ein und gelangt durch die Erweiterung 34 der Durchführungsbohrung
in den ersten X ladungsraum zwischen der obersten Glasscheibe 38 und der obersten
inneren Elektrode 39. Sie streicht in diesem Ehtladurwgsraum radial nach außen und
gelangt in den Ringraum zwischen den beiden obersten Glasscheiben und radial außerhalb
der obersten innern Elektrode. In diesem Ringraum kann sich die Strömung wieder
beruhigen und es können Ausgleichsströmungen in Umfangsrichtung erfolgen, sofern
der Strömungswiderstand in dem Entladungsraum nicht ganz gleichmäßig war. Sodann
strömt die Luft durch den nächsten Entladungsraum wieder zur Kitte und gelangt durch
die Aussparungen der zweiten und dritten Glasscheibe 38 in den dritt ei Entladungsraum,
wo sie wieder nach außen'strömt. Auf diese Weise reichert sich die Luft immer mehr
mit Ozon an und strömt schließt lich durch die geöffnete Rückschlagventileinheit,
die in dem Strömungskörper 47 eingebaut ist, und tritt schließlich durch die Düsen
48 in den Ringraum 50 aus.
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Bei Filterbetrieb macht das Wasser folgenden Kreislauf: Es gelangt
vom Becken über die Leitung 26 und die Pumpe 29 zum Dreiwegeventil 27 und strömt
von dort über die Wasserzuleitung 11 und den im Filterbehälter 1 eingebauten Bogen
13, 15 von unten das Venturirohr 16 an. Die Düsen 48 sind knapp oberhalb der engsten
Stelle angeordnet. Bei einem nicht verstellbaren Venturirohr (Fig. 2) beträgt zum
Beispiel der Abstand von dem kleinsten Durchflußquerschnitt 1 mm. Infolge des dort
herrschenden Unterdrucks nimmt das Wasser das ozonhaltige Gas begierig auf und bildet
eine Gas-Wasse r-Emulsion. Die durch die Hohlzylinderstücke 51 gebildeten Schikanen
tragen zu einer weiteren Durchmischung und Verwirbelung bei. Die dadurch bewirkte
Reaktion des Ozons mit den Verunreinigungen im Wasser ist erfahrungsgemäß so vollkommen,
daß sich nur verschwindend geringe Mengen noch reaktionsfähigen Ozons an dem Entlüftungsventil
10 feststellen lassen. Das Wasser beruhigt sich dann in dem Filterbehälter 1 und
gelangt durch die auarzkiesschicht 2 und den Filterstern 3 über die Leitung 6 zu
den
D ei-eueventil 24 und über die Leitung 25 zurück zum Becken.
Die mit Hilfe des Ozons in eine filtrierbare Form überführten Verunreini£;ung,C
bleiben im Filter zurück.
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Wenn die Dreiwegeventile 24 und 27 zum Zwecke der Filterrückspülung
umgestellt werden, verläuft die Strömung aus der Leitung 26 in urgekehrter Richtung
durch den Filterbehälter 1 und über das Drei-teOeventil 27 und die Leitung 28 zum
Abwasserkanal. Das Kuarzkies 2 wird dabei aufg-lockert und der Schmutz löst sich
ab und wird mit dem nachfolgenden Wasser fortgeschwemmt. Die Ozonerzeugung wird
zweckmäßigerweise einige Zeit vor der Rückspülung abgestellt. Dies erfolgt ebenso
wie die Umstellung der Dreiwegeventile voll selbsttätig.
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Die Wirkungsweise der Rückschlagventileinheit nach Fig. 4 wird im
einzelnen wie folgt erläutert. Die beiden einzelnen Ventile sind in der gezeichneten
Stellung geschlossen. Wird der Ozonerzeuger in Betrieb genommen und ihm dabei Druckluft
zugeführt, so wirkt dieser Druck über die Zuführungsbohrungen 71 in der Klemmscheibe
55 auch i- dem durch die Aussparung 59 gebildeten Raum oberhalb der Membran 57.
Wächst der Druck an, so überwindet die auf die membran ausgeübte Kraft die Eraft
der Feder 69 und das Ventilelement bewegt sich nach unten und gibt den Dichtsitz
zwischen dem Mundstück 64c und der Verschlußscheibe 70 frei.
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Während dieses Vorgangs bleibt das Kugelventil 67, 68 geschlossen
und hält somit den Druck im Raum über der Membran aufrecht.
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Damit werden Resonanzschwingungen der Membran infolge des ständigen
Wechselspiels zwischen dem statischen Druck und dem Fließgasdruck in dem Raum 59
wirksam vermieden. Dies ist sehr wichtig, da andernfalls die Verschlußscheibe 70
und auch die Membran 57 dur Prellerscheinungen bald zerstört würde. Erst wenn sich
der Druck soweit aufgebaut hat, daß der Flanschring 65 in seine Endlage an der Anschlagfläche
der Aussparung 60 gefahren ist, weicht auch die Kugel 67 dem auf ihr lastenden Druck,
sodaß die ozonhaltige
uft aus der Lanabohrüng 64b austreten kann
und durch die Locher 66b in die Aussparung 61 und von dort infolge des spiels zwischen
der Kugelhülse 66 und der Führungsbohrung 62 na&n unten ;eiterströ7men kann.
Parallel dazu fließt das Gasgemisch um die KuGel herum und durch die Bohrung 66c
nach unten. Dort tritt das Gasgemisch durch die Düsen 48 an der Stelle mit dem möglichst
größten Unterdruck in das Wasser ein und wird von diesem nach oben mitgerissen.
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Der Strömungswiderstand, den das Kugelventil 67, 68 für das Gasgemisch
darstellt, hält den Fließgasdruck oberhalb der Membran 57 stets auf einem @ert,
der groß genug ist, das Ventilele7ent stabil in seiner unteren Lage und das Mundstück
64c offen zu halten, während die Kugel selbst vibriert. Bei einem plötzlichen Druckabfall
im Ozonerzeuger schließt zunächst das Kugelventil.
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Sollte infolge der Kugelvibration trotzdem ein wenig Wasser nach oben
durchgedrungen sein, so schadet dies nicht, weil unmittelbar darauf das Mundstück
64 c sich mit der vollen Kraft der Feder 69 auf die Verschlußscheibe 70 auflegt.
Dabei wird die Federkraft noch unterstützt durch den auf die Membran von unten wirkenden
RJasserdruck.
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Umgekehrt trägt aber auch der an det Düsen 48 bestehende Unterdruck
dazu bei, die Ventile zu öffnen. Dieser Effekt kann dazu ausgenutzt werden, aus
Sicherheitsgründen die Öffnung der Rückschlagventileinheit nur dann zuzulassen,
wenn das Wasser strömt.
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Dies setzt lediglich voraus, daß der den Ozonerzeuger speisende Kompressor
nur einen entsprechenden Maximaldruck erzeugt, bzw. an der Eingangsseite des Oz@nerzeugers
ein entsprechend bemessenes vberdruckventil vorgesehen ist.