DE2525580B2

DE2525580B2 - Ozongenerator

Info

Publication number: DE2525580B2
Application number: DE2525580A
Authority: DE
Inventors: Hideo Kuwabara; Masahiro Shigenobu; Yoshihiko Yamamoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1974-06-10
Filing date: 1975-06-09
Publication date: 1980-07-24
Also published as: FR2273758A1; JPS5234276B2; CH611249A5; DE2525580C3; US4051045A; DE2525580A1; JPS50157293A; GB1515193A; FR2273758B1

Description

₂o

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M)

Die Erfindung betrifft einen Ozongenerator mit einem Ozonisator und einem Frequenzwandler.

Fig. la zeigt einen herkömmlichen Ozonisator mit einer Glasentladungsröhre 13 in einem Metallzvlinder 12, einer Metallelektrode 14, einem Hochspannungsan- h^r> Schluß 15 und einer Stromquelle 1. Der Ozonisator wird mit einer Spannung von Sinuswellenform mit normaler Frequenz oder hoher Frequenz beaufschlagt.

F i g. 2 zeigt ein Schaltbild eines Stromversorgungssystems mit einem Aufwärtstransformator 2, einem Ozonisator 3 und einer Drossel 4. Fig.3a, b zeigen in schematischer Darstellung die Betriebswellenformen der Betriebsspannung V(t) mit dem Spannungsmaxinium Ep und des Stroms i(t) des Ozonisators über eine Periode T₀.

Der Ozongenerator 3 wirkt als Kondensator, so daß gemäß F i g. 3b die Phase des Stroms um π/2 gegenüber der Spannung voreilL Die Stromwellenform wird während der Entladungsperioden 7>und Tb, welche sich von d bis (2 bzw. von !3 bis U erstrecken, drastisch geändert; sie hat jedoch während der Nichtentladungsperioden Ta welche sich von h bis fc bzw. I₄ bis is erstrecken Sinusform.

Der Ozonisator kann als Äquivalent einer Reihenschaltung eines Kondensators Q welcher durch die GlasentladungsrOhre 13 gebildet wird, und eines Kondensators C₃, welcher durch den Spalt zwischen dem Metallzylinder 12 und der Glasentladungsröhre 13 gebildet wird, angesehen werden (Fig. 1 b).

Wenn gemäß Fig. Ib im Spalt eine Entladung stattfindet, so stellt sich dies in der Äquivalentschaltung als Kurzschluß des Kondensators C₃ dar (dem Einschalten eines Schalters 5 äquivalent), und nur der Kondensator Qverbleibt in der Äquivalentschaltung.

Allgemein gilt C₃ < Q. Der Kondensator Q wird mit der Partialspannung V^und der Kondensator C₃ mit der Partialspannung V₃ beaufschlagt Wenn der Ozonisator mit der Spannung V von Sinuswellenform beaufschlagt wird, so erreicht gemäß Fig.4 die Spannung V₃ des Kondensators C₃ die positive Entladungsspannung V₅ zum Zeitpunkt /1, so daß eine Entladung stattfindet (V₃ = 0). Vor der Entladung ändert sich die Spannung Vg des Kondensators Q im wesentlichen nicht, falls die Beziehung C₃ < Q erfüllt ist. Dies ist durch die gestrichelte Linie dargestellt. Wenn jedoch nun zum Zeitpunkt ii die Entladung stattfindet, so liegt die gesamte Spannung V an C₃ an, so daß V(Tt) = Vg(Ii) zum Zeitpunkt fi gilt. Die Entladung ist nach einer kurzen Zeit beendet, und die Spannung liegt dann wiederum an C₃ an. Somit äußert üch eine Änderung der Spannung V des Ozonisators im wesentlichen als eine Änderung der Spannung V₃ des Kondensators C₃, falls die Bedingung C_a < Q erfüllt ist, und V_g wird im wesentlichen nicht geändert. Zum Zeitpunkt h findet eine erneute Entladung statt, wobei V₃--- V, gilt. Dieses Phänomen wiederholt sich bis zum Zeitpunkt i₅. Nach dem Zeitpunkt is ändert sich V₃ im wesentlichen wie V, da die Beziehung V₃ ä V_s nicht erfüllt ist, und zwar bis zum Zeitpunkt fb. Zum Zeitpunkt t_b gilt V₁₁ = - Vi und es findet eine Entladung in negativer Richtung statt. Nach dem Zeitpunkt ib wiederholt sich der gleiche Vorgang zu den Zeitpunkten fr, Is, b und /10.

Somit gelten die folgenden Bedingungen, wenn ein Ozonisator mit einer Spannung von Sinuswellenform betrieben wird:

(1) Die Periode To der Spannung umfaßt eine Entladungsperiode 27/;und eine Ruheperiode 27"/> Dies bedeutet, daß nur während etwa 50% der Periode Entladungen stattfinden. Daher wird die Entladungsleistung Po während einer relativ kurzen Zeitdauer zugeführt, so daß es während dieser kurzen Zeitdauer zu einer konzentrierten Wärmeentwicklung kommt. Dies führt aufgrund des Anstiegs der Temperatur der Moleküle im Spalt zu einer Senkung der Ozonausbcutc. Außerdem kann das Entladungsrohr durch thermische und mechanische Beanspruchungen der Glascntla-

dungsröhre des Ozonisators beschädigt werden. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten muß man daher im Falle eines Betriebs mit einer Spannung von Sinuswellenform die Nennleistung der Entladungsröhre senken.

(2) Das Entladungsintervall ist in der Nähe des Nullpunktes der Spannung V kury, da dv/dr hoch ist. Sodann erhöht sich das Entladungsintervall. Somit gilt U < h Die Leistung ist daher in der Nähe des Nullpunktes der Spannung konzentriert, woduich die Ozonausbeute weiter verringert wird und die thermischen und mechanischen Beanspruchungen der Glasentladungsröhre erhöht werden.

(3) Es ist erforderlich, zur Verbesserung des Leistungsfaktors eine Drossel einzufügen.

(4) Die Entladungsleistung ist proportional der Frequenz und der Spannung der Spannungsquelle. Daher hat man bei herkömmlichen Einrichtungen zur Steuerung der Ozonbildungsgeschwindigkeit die Ausgangsspannung durch Umschalten von Abgriffen der Sekundärseite eines Transformators geändert oder durch eine nicht gezeigte Spannungssteuereinrichtung. Im Falle einer Umschaltung von Abgriffen kann die Ozonbildungsgeschwindigkeit nicht sehr fein gesteuert werden. Im Falle einer Verwendung einer Spannungssteuereinrichtung sind großdimensionierte Hilfseinrichtungen erforderlich. Die DE-OS 22 40 986 beschreibt einen Ozongenerator mit einer Wechseisp- nungsquel-Ie, einem Gleichrichter und einem Chopper. )abei wird ein pulsierender Gleichstrom gebildet, so daß die Periode erhebliche entladungsfreie Ruhezeitintervalle aufweist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Oz^ngenerator zu schaffen, welcher bei geringer Beanspn chung eine hohe Ozonausbeute liefert und dessen Ozonbildungsgeschwindigkeit leicht steuerbar ist.

Der erfindungsgemäße Ozongenerator ist gekennzeichnet durch einen Frequenzwandler mit einem Gleichrichter und einem Wechselrichter zur Erzeugung eines alternierenden Stroms mit Rechteckwellenform und durch eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Ozonbildungsgeschwindigkeit des Ozonisators durch Steuerung der Stromstärke und/oder der Frequenz des Ausgangswechselstroms mit Rechteckwellenform des Wechselrichters. Die Steuerung kann somit entweder nach der Methode konstanter Spannung und variabler Frequenz oder nach der Methode konstanter Frequenz und variabler Spannung erfolgen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht und eine Äquivalentschaltung eines Ozonisators,

Fig. 2 eine Schaltung eines herkömmlichen Ozongenerators,

Fig. 3 Wellenformen zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des Ozongenerators gemäß F i g. 2,

Fig. 4 Wellenformen zur Erläuterung der Entladungsverhältnisse im Falle einer sinusförmigen Spannung,

Fig.5 eine ideale Wellenform für den Betrieb eines Ozonisators,

Fig. 6 eine Schaltung einer ersten Ausführungsform des erfindufigsgemäßen Ozongenerators,

Fig. 7 Wellenformen zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Ozongenerators,

Fig. 8 graphische Darstellungen zur Veranschaulichung der Steuerung des Ozongcnei ators gemäß F i g. 6 und

F i g. 9 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ozongenerators.

Die ideale Wellenform der Spannung VO gemäß Fig.5 steigt in positiver Richtung und fällt dann plötzlich auf den Wert A ab, nachdem die Spannung den Maximalwert E_p erreicht hat, und steigt dann zur negativen Seite hin wiederum mit einem konstanten Gradienten an, um nach Erreichen des Minimums wiederum plötzlich auf — A'abzufallen. Bei Beaufschlagung mit einer solchen Spannung findet die Entladung während fast der gesamten Periode 7o statt t'nd am Ozonisator liegen die Spannungen Vg₀ und Vj₀ an. Darüber hinaus ist dVo/df konstant und das Intervall zwischen einer Entladung und der nächsten Entladung ist gleich, so daß t_s = ti gilt

Die Schaltung gemäß F i g. 6 u mfaßt einen Gleichrichter 5, eine Gleichstromdrossel 6, welche auch zur Stromglättung und zur Trennung des Gleichstromteils vom Wechselstromteil dient, und eine Thyrislorbrücke 7 bis 10, welche einen Wechselrichter bildet. Die Anordnung der Schaltungselemente 5 bis 10 erzeugt einen Wechselstrom mit Rechteckwellenform. Ferner ist eine Startschaltung 11 vorgesehen; sowie eine Meßeinrichtung 12 zur Ermittlung der Ozonbildungsge-

2% schwindigkeit und zur Erzeugung eines dieser proportionalen Signals; ein Referenzspannungsgeber 13 zur Festlegung der Ozonbildungsgeschwindigkeit; und eine Additionseinrichtung 14; eine Gleichstromdetektorschaltung 15; ein Funktionsgeber 16; eine Stromsteuer-

jo schaltung i7; eine Schaltung 18 zur Bildung eines Steuersignals für den Gleichrichter; ein Funktionsgeber 19; ein Spannungs-Frequenzwandler 20; ein Signalverteiler 21 (z. B. ein Flip-Flop); und Steuerschaltungen 22, 23 für die Thyristoren des Wechselrichters. Die

si Schaltungsteile 12 bis 14 bilden eine Referenzspannungsschaltung für die Regelung der Ozonbildungsgeschwindigkeit. Die Schaltungsteile 15 bis 18 bilden eine Spannungssteuerschaltung. Die Schaltungsteile 19 bis 23 bilden eine Frequenzsteuerschaltung.

-κι Die Gleichstromdrossel 6 hat gewöhnlich eine hohe Induktivität in der Strombahn der Gleichstromdrossel. Somit handelt es sich bei dem durch die Gleichstromdrossel 6 fließenden Strom //χ- um einen konstanten Gleichstrom gemäß F i g. 7a. Der die Thyristorbrücke 7

■ti bis 10 umfassende Wechselrichter bewirkt, daß der Transformator 2 mit einem Gleichstrom Ιιχ- beaufschlagt wird, dessen Stromrichtung alternierend umgeschaltet wird. Somit gelangt ein alternierender Strom //., welcher im wesentlichen Rechteckwellenform hat und

κι dessen Absolutwert gleich Ι/χ- ist, gemäß Fig. 7b über den Transformator 2 zum Ozonisator 3.

Wenn die Thyristoren 7, 8 leitend werden, so fließt der Gleichstrom lpe in einer Richtung über den Transformator 2 zum Ozonisator 3. Nach einer

v> bestimmten Zeitdauer werden die Thyristoren 9, 10 eingeschaltet, wobei die sich im EIN-Zustand befindenden Thyristoren 7,8 durch Kommutierung ausgeschaltet werden. Somit fließt der Gleichstrom /orin entgegengesetzter Richtung über den Transformator 2 durch den

W) Ozonisator. Auf diese Weise wird die Spannung Vi. gemäß F i g. 7c auf der Primärseite des Transformators 2 gebildet. Der Transformator 2 liefert lediglich eine erhöhte Spannung, so daß man davon ausgehen kann, daß die Primärspannungswellenform Vi. des Transfor-

b^r> mators der Spannungswellenform des Ozonisators 3 gleicht. Die Spannung Vi. liegt an den Thyristoren 7, 8 während der Periode t_r als Gegenspannung an, so daß die Thyristoren 7, 8 gelöscht werden und vollständig in

den AUS-Zustand gelangen. Andererseits liegt die Spannung V_L an den Thyristoren 9, 10 während der Periode t_r als Gegenspannung an, so daß die Thyristoren 9, 10 vollständig in den AUS-Zustand gelangen. Die F i g. 7d und 7e zeigen die Spannungswellenformen der Thyristoren 7 bis 10. Der Ozonisator 3, welcher als Äquivalentkondensator C wirkt, wird während einer halben Periode mit einem konstanten Strom beaufschlagt, und somit gehorcht die auf der Primärseite des Transformators 2 gebildete Spannung Vi/i) der folgenden Beziehung:

-τ J

Inc at = — ,

~c

= ^'nc

2/

wobei Vt(O) die Anfangsspannung bedeutet. Die Spannung Vi(t) ändert sich proportional zur Periode. Die den Ozonisator 3 beaufschlagende Spannung V₀ hat eine Wellenform, welche eine ähnliche Gestalt wie die Wellenform der Primärspannung des Transformators 3 hat und der idealen Spannungswellenform gemäß F i g. 5 sehr ähnlich ist.

Während der Kommutierungsperiode wird der Wert des Stroms 4 von + lix'm - /ocoder von - loc'm + Idc geändert. Somit hat der Strom, streng genommen, keine vollständig rechteckige Wellenform, sondern eine trapezförmige Wellenform. Die Kommutierungsperiode ist jedoch gewöhnlich recht kurz im Vergleich zur Periode T₀ des Stroms 4, so daß die Wellenform als Rechteckwellenform angesehen werden kann.

Wenn die Polarität des dem Ozonisator zugeführten Stroms geändert wird, so wird die Entladung unterbrochen, und man erhält eine Reihenschaltung von C_a und Q und der Gradient des Spannungsabfalls ist hoch, und zwar bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die nächste Entladung mit umgekehrter Polarität einsetzt. Es ist recht wichtig, daß die Spannung V/. unmittelbar nach der Kommutierungsperiode ohne Polaritätsänderung beibehalten wird. Nach Änderung der Richtung des Gleichstroms Iac wird die Spannung Vl von einer Polarität durch den Nullpunkt zur entgegengesetzten Polarität geändert. Die Periode t_r, gerechnet vom Ende der Kommutierung bis zu dem Zeitpunkt zu dem Vl = 0 gilt wird als Periode der Beaufschlagung mit der Gegenspannung angesehen. Wenn die Periode der Beaufschlagung mit der Gegenspannung kürzer ist als die Durchlaß-Sperrerholungsperiode t_on, so werden die Schaltelemente, welche sich im AUS-Zustand befinden, fehlerhafterweise in dem Moment in den EIN-Zustand umgeschaltet in dem die Spannung Vl durch den Nullpunkt geht und entgegengesetzte Polarität annimmt so daß die Gleichstromquelle einen Kurzschluß bildet Die Vorwärts-Sperrerholungsperiode liegt jedoch gewöhnlich im Bereich 10 bis 100 us und ist somit im Vergleich zur Periode T₀ sehr kurz. Die Phase des Stroms hat gegenüber der Phase der Spannung eine Voreilung von

φ = 2 ;r/(f_r + tJ2)

und es gilt t_r > t_on{t_u = Kommutierungsperiode). Wenn somit die Spannungswellenform der F i g. 7c eine Sinuswellenform oder eine Rechteckwellenform der gleichen Phase wäre, so ergäbe sich der Leistungsfaktor P- F = cos φ. Im Falle der Wellenform V_L der F i g. 7c erhält man einen Leistungsfaktor, welcher etwas geringer ist als c:os φ. Andererseits ist es nichi erforderlich, eine Drossel zur Leistungsfaktorkompen- -, sation zu verwenden, da ein Betrieb beim Phasenwinkel φ erfolgt. Die Gegenspannungsperiode t_r ist größer als die Durchlaß-Sperrerholungsperiode der Thyristoren.

Es ist nun erwünscht, eine Steuereinrichtung vorzusehen, mit der die Ozonbildungsgeschwindigkeit gesteuert

ίο werden kann. Im folgenden soll die Arbeitsweise des Steuerteils 12 bis 23 gemäß Fig.6 näher erläutert werden. Es wird mit Hilfe des Ozonbildungsgeschwindigkeits-Detektors 12 eine Signalspannung gebildet, welche proportional der Entladungsleistung und somit

ι -, der Ozonbildungsgeschwindigkeit ist Diese Signalspannung gelangt zum Additionsteii 14, in dem die Signalspannung mit der Referenzspannung des Referenzspannungsgebers 13 verglichen wird, welches der Festlegung der jeweiligen Ozonbildungsgeschwindigkeit dient. Hierbei wird ein Eingangssignal für die Spannungssteuerschaltung und ein Eingangssignal für die Frequenzsteuerschaltung gebildet Die Regeleinrichtung hält den gemessenen Wert der Ozonbildungsgeschwindigkeit gleich dem Referenzwert

Zwischen der Entladungsleistung W, der Spannung E₁ der Spannungsquelle und der Frequenz / besteht die folgende Beziehung: W ~ f{2E_p-E_b).

Bei der Einrichtung gemäß Fig.6 stellen die Funktionsgeber 16,19 die Bezugssignale der Spannung

w und der Frequenz zur Steuerung der Ozonbildungsgeschwindigkeit durch Änderung der Spannung und der Frequenz bereit, und zwar je nach dem vom Additionsteil 14 gebildeten Signal. Der das Signal de; Operationsteils 14 empfangende Funktionsgeber er

Vy zeugt ein Ausgangssignal, welches dem Referenzwerl proportional ist, falls das Signal kleiner ist als die Referenzspannung Vr₂, oder er erzeugt ein konstantes Ausgangssignal, falls das Signal größer ist als die Referenzspannung, was in F i g. 8 durch die ausgezoge ne Linie dargestellt ist. Der Funktionsgeber 19 erzeug! ein konstantes Ausgangssignal im Bereich der Referenzspannung 0— V_r i; ein der Referenzspannung proportionales Ausgangssignal im Bereich VrI-Vr₂ und eir konstantes Ausgangssignal oberhalb der Referenzspan-

nung V_r2, wie durch die gestrichelte Linie in Fig.ί gezeigt.

Das Ausgangssignal des Funktionsgebers 16 und das Ausgangssignal der Gleichstromdetektorschaltung 15 werden in der Stromsteuerschaltung 17 verglichen deren Ausgangssignal dem Gleichrichter 5 über die Schaltung 18 zugeführt wird, so daß stets der gleiche Gleichstrom vorliegt Somit wird der Gleichstrom Idc in ähnlicher Weise gesteuert wie das Ausgangssignal des Funktionsgebers 16, nämlich wie durch die ausgezogene Linie in F ig. 8 angegeben.

Das Ausgangssignal des Funktionsgebers 19 dient dei Frequenzsteuerung. Die Frequenz wird durch der Spannungs-Frequenzwandler 20 in ähnlicher Weise geändert wie dies durch die gestrichelte Linie in F i g. 8

dargestellt ist Die durch den Spannungs-Frequenz-Wandler 20 bereitgestellte Frequenz gelangt in der Signalverteiler 21, welcher ein Flip-Flop umfaßt Das Flip-Flop erzeugt zwei Signaltypen mit der Hälfte dei Ausgangsfrequenz des Spannungs-Frequenzwandlers

20 und mit einer Phasendifferenz von 180° zueinander Diese Ausgangssignale gelangen zu den Steuerschaltungen 22, 23 für die Thyristoren des Wechselrichters. Die Steuerschaltung 22 erzeugt das Signal der F i g. 7f und

die Steuerschaltung 23 erzeugt das Signal der F i g. 7g, so daß jeweils ein Paar Thyristoren 7, 8 bzw. 9, 10 alternierend eingeschaltet bzw. ausgeschaltet werden. Somit werden der Gleichstrom Idc und die Frequenz F gemäß dem jeweiligen Referenzwert gesteuert, wie durch die ausgezogene bzw. die gestrichelte Linie in Fig.8 dargestellt, so daß die den Ozonisator beaufschlagende Spannung, wie durch die strichpunktierte Linie in Fig.8 dargestellt, geändert wird. Wie oben erläutert, gehorcht nun die Spannung des Ozonisators der Beziehung:

V_n =

IC

γ +

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wobei /o die Stromstärke des Uzonisators bezeichnet und wobei /o ~ Idc gilt. Demgemäß erfolgt die Steuerung derart, daß die Spannung Vo des Ozonisators bei konstanter Frequenz dem Gleichstrom Idc proportional ist Wenn die Spannung V₀ konstant ist und die Frequenz erhöht wird, so wird der Gleichstrom Iac ebenfalls erhöht

Um nun den Ozonisator vor einer Überspannung zu schützen, sollten die Frequenz /und der Gleichstrom Idc bestimmte maximale Grenzwerte nicht übersteigen, wenn das Ausgangssignal der Additionsschaltung 14 größer ist als die Referenzspannung V_r 2. Demgemäß ist die der Referenzspannung V_r2 entsprechende Ozonbildungsgeschwindigkeit die maximale Ozonbildungsgeschwindigkeit. Die Punkte V_r 1 und V_r 2 in den Kurven gemäß F i g. 8 oder die Gradienten der Kurven werden je nach den Charakteristika des Ozonisators 3 festgelegt und je nach dem gewünschten Regelbereich der Ozonbildungsgeschwindigkeit.

Mit der beschriebenen Steuerschaltung wird die Ozonbildungsgeschwindigkeit im Bereich relativ niedriger Ozonbildungsgeschwindigkeit über die Spannung des Ozonisators bei konstanter Frequenz gesteuert und im Bereich relativ hoher Ozonbildungsgeschwindigkeit über die Frequenz bei konstanter Spannung des Ozonisators, so daß die Ozonbildungsgeschwindigkeit innerhalb eines breiten Bereichs steuerbar oder regelbar ist, ohne daß Störungen hinsichtlich der Isolierung des Ozongenerators eintreten. Innerhalb des Steuerbereichs der Ozonbildungsgeschwindigkeit kann die Steuerung der Frequenz oder der Spannung des Ozonisators frei durchgeführt werden, so daß die Ozonbildungsgeschwindigkeit leicht und empfindlich gesteuert werden kann.

Die mit jeweils zwei Punkten strichpunktierte Linie der F i g. 8 betrifft die Entladungsleistung W, welche der Ozonbildungsgeschwindigkeit proportional ist. Diese Kurve zeigt, daß die Entiadungsleistung linear gesteuert werden kann. Diese Steuerung gelingt leicht und genau innerhalb eines breiten Bereichs durch Kombination einer Steuerung mit konstanter Frequenz und variabler Spannung und einer Steuerung mit konstanter Spannung und variabler Frequenz.

In F i g. 9 bezeichnen die Bezugszeichen 2,3,5 bis 23 die gleichen Schaltungsteile wie in F i g. 6. Ferner ist ein Ozonisator-Spannungsdetektor 24 vorgesehen, sowie eine Operationsschaltung 25 für die Spannungssteuerung und ein Frequenzdetektor 26. Eine Spannung, welche proportional der Spannung des Ozonisatcrs ist, wird durch den Ozonisator-Spannungsdetektor 24 in die Operationsschaltung 25 gegeben und hier mit dem Ausgangssignal des Funktionsgebers 16 verglichen. Die Operationsschaltung 25 erzeugt ein Ausgangssignal derart, daß die Spannung des Ozonisators einem durch den Funktionsgeber 16 vorgegebenen, vorbestimmten Wert entspricht, und hierdurch wird die Stromsteuerschaltung 17 betätigt. Somit wird die Spannung des Ozonisators stets auf einem vorbestimmten Wert gehalten, so daß ein stabiler Betrieb des Ozonisators erzielt und der Ozonisator geschützt wird. Der Frequenzdetektor 26 stellt die Frequenz des Wechselrichters fest. Das dabei gebildete Signal wird in den Spannungsfrequenzwandler 20 eingegeben, wo es mit dem Ausgangssignal des Funktionsgebers 19 verglichen wird, und das Ausgangssignal des Spannungsfrequenzwandlers 20 gelangt zur Verteilerschaltung 21 (z. B. einem Flip-Flop), so daß man stets die vorbestimmte Frequenz erhält Somit wird die Frequenz stets auf dem vorbestimmten Wert gehalten und ein stabiler Betrieb des Ozonisators gewährleistet Die den Ozonisator beaufschlagende Spannung kann gering sein, da im Bereich hoher Ozonbildungsgeschwindigkeit die Steuerung bei konstanter Spannung mit variabler Frequenz erfolgt Demgemäß kann die Isolierung vereinfacht werden und die Apparatur kann miniaturisiert werden. Die Entladungsleistung kann linear und mit großer Genauigkeit gesteuert werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ozongenerator mit einem Ozonisator und einem Frequenzwandler, gekennzeichnet durch einen Frequenzwandler mit einem Gleichrichter (5) und einem Wechselrichter (7—10) zur Erzeugung eines alternierenden Stroms mit Rechteckwellenform und durch eine Steuereinrichtung (12—25) zur Steuerung der Ozonbildungsgeschwindigkeit des Ozonisators (3) durch Steuerung der Stromstärke und/oder der Frequenz des Ausgangswechselstroms mit Rechteckwellenform des Wechselrichters (7—10).

2. Ozongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzwandler zwischen dem Gleichrichter (5) und dem Wechselrichter (7—10) eine Gleichstromdrossel (6) aufweist.

3. Ozongenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (12—26) einen Ozonbildungsgeschwindigkeits-Detektor (12) umfaßt sowie eine Additionseinrichtung (14) zum Vergleich des Ausgangssignals des Detektors (12) mit einem Referenzwert; zwei Funktionsgeber (16,19), welche die Ausgangssignale der Additionseinrichtung (14) empfangen und Ausgangssignale vorbestimmter Charakteristik bilden; eine Gleichstromdetektorschaltung (15) zur Ermittlung des Ausgangsgleichstroms des Gleichrichters (5); eine Gleichrichter-Steuerschaltung (17, 18; 17, 18, 25) zur Steuerung des Ausgangsstroms des Gleichrichters (5) je nach der Differenz der Ausgangssignale eines der Funktionsgeber (16) und der Gleichstromdetektorschaltung (15); sowie eine Wechselrichter-Steuerschaltung (20—23; 20—23, 26) zur Steuerung der Ausgangsfrequenz des Wechselrichters (7—11) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des anderen Funktionsgebers (19).

4. Ozongenerator nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Ozonisator-Spannungsdetektor (24) und eine Einrichtung (25) zum Vergleich des Ausgangssignals des einen Funktionsgebers (16) mit dem Ausgangssignal des Ozonisator-Spannungsdetektors (24), wobei die Gleichrichter-Steuerschaltung (17, 18) auf das der festgestellten Abweichung entsprechende Ausgangssignal anspricht.

5. Ozongenerator nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselrichter-Steuerschaltung (20—23, 26) einen Frequenzdetektor (26) zur Ermittlung der Ausgangsfrequenz des Wechselrichters (7—11) umfaßt, sowie eine Einrichtung (20) zum Vergleich des Ausgangssignals des Frequenzdetektors (26) mit dem Ausgangssignal des anderen Funktionsgebers (19), deren Ausgangssignal den Wechselrichter (7—11) ansteuert.

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