DE2534032B2 - Hochfrequenzozonisator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochfrequenzozonisator der im Oberbegriff des Patentanspruchs I beschriebenen, aus dem russischen Privileg 7 355 bekannten Art.

Ozon ist ein wichtiges Produkt, welches in den verschiedensten Industriezweigen eine weitgehende Verwendung findet. Man kann es beispielsweise zum so Reinigen des Trinkwassers, der Industrieabwässer, der Außenluft von Stickstoffoxyden und anderen schädlichen Gasen verwenden. Ozon wird ferner in verschiedenen chemischen Betrieben, z. B. der organsichen und anorganischen chemischen Technologie, der Metallurgie und dergleichen verwendet.

Die gegenwärtig vorhandenen Einrichtungen für die Ozonsynthese enthalten in der Entladungszone ein Dielektrikum und werden nach der Kühlungsart des Dielektrikums in Einrichtungen ohne intensive (vorwiegend mit Luft) Kühlung des Dielektrikums und Einrichtungen mit dessen intensiver Flüssigkeitskühlung eingeteilt. Die Einrichtungen ohne intensive Flüssigkeitskühlung sind für einen Betrieb mit Frequenzen von 50—60 Hz bestimmt und weisen eine relativ geringe Leistung auf. Die Einrichtungen mit intensiver Flüssigkeitskühlung des Dielektrikums können mit höheren Frequenzen arbeiten — von etwa 10 000 Hz — und zeichnen sich durch hohe Leistungsfähigkeit aus, die nahezu proportional der Frequenzerhöhung ansteigt.

Bei dem eingangs beschriebenen Hochfrequenzozonisator ist es wegen dessen konstruktiven Aufbaues verhältnismäßig schwierig und zeitaufwendig, die Elektroden im Falle eines Defekts zu ersetzen.

Aus der US-PS 20 10 080 ist ein Ozonisator bekannt, in dessen Gehäuse eine Niederspannungs- und eine Hochspannungselektrode koaxial angeordnet sir. i-

Die rohrförmige Niederspannungselektrode besteht aus einem Metallrohr, an dessen Innenseite ein Dielektrikum befestigt ist, und aus einem rohrförmigen Metallmantel. In den freien Raum zwischen dem Gehäuse und dem Metallrohr sind Wellbleche eingesetzt

Die metallische Hochspannungselektrode ist an einem Ende geschlossen und in einem Hochspannungsisolator starr befestigt Der durch die einander zugekehrten Oberflächen, der dielektrischen Oberfläche der Niederspannungselektrode und der Metalloberfläche der Hochspannungselektrode gebildete Raum stellt die Entladungszone dar, in der die Reaktion der Ozonbildung verläuft

Die Niederspannungselektrode wird durch eine Flüssigkeit gekühlt welche im Hohlraum zirkuliert, der durch den Elektrodenmantel und das Ozonisatorgehäuse gebildet wird. Dip Wärmeableitung vom Dielektrikum zum Elektrodenmantel wird durch das am Metallrohr befestigte Dielektrikum und durch die Wellbleche erreicht der Mantel der Hochspannungselektrode ist gemeinsam mit dem Gehäuse zwischen den Ozonisatordeckeln befestigt.

Die Hochspannungselektrode hat keine zirkulierende Durchgangskühlung. Die Einführung der Kühlflüssigkeit in den Hohlraum dieser Elektrode erfolgt durch ein Speziairohr, welches längs der Elektrodenachse angeordnet ist. Der Ozonisator wird mit öl gekühlt, das den Elektroden mit Hilfe einer besonderen Pumpe zugeführt wird.

Hierbei muß man auf die mangelnafte Kühlung des Dielektrikums hinweisen, welche dadurch verursacht wird, daß die Wärmeabfuhr vom Dielektrikum durch die Metallwellbleche erfolgt, die eine geringe Wärmeabführfläche haben, da das Metallrohr, welches am Dielektrikum befestigt ist, die Kühlflüssigkeit nicht unmittelbar berührt.

Ebenfalls ungenügend ist die Kühlintensität der Hochspannungselektrode, da die Lineargeschwindigkeit der längs der Elektrodeiioberfläche strömenden Kühlflüssigkeit, nämlich des Öls im Gegensalz zum Wasser gering ist.

Aus der FR-PS 21 77 026 ist weiter ein Ozonisator bekannt, bei dem in einem gemeinsamen Metallmantel einige Ozonisierelemente befestigt sind, die aus je einer rohrförmigen Niederspannungs-Glaselektrode und einer Hochspannungs-Metallelektrode bestehen. Die einander zugekehrten Oberflächen dieser Elektroden bilden die Entladungszone, in der während der elektrischen Entladung die Reaktion der Ozonbildung verläuft.

Die Niederspannungsglaseleklroden werden direkt durch einen Flüssigkeitsstrom, vorwiegend mit Wasser, gekühlt, welches durch den Hohlraum zwischen dem Ozonisatorgehäuse und den Elektrodenoberflächen fließt. Die rohrförmigen Hochspannungselektroden mit veränderlichem Querschnitt sind in Sammelbehältern befestigt, durch welche die Kühlflüssigkeit zugeführt und abgeleitet wird, wobei man als Kühlflüssigkeit

Wasser verwenden kann, das den Sammelbehältern zugeführt und aus ihnen durch lange Rohrleitungen aus dielektrischen Material abgeleitet wird. Die Sammelbehälter sind mit den Bodenplatten des Ozonisatormantels durch zylindrische Gaskammern befestigt,

Nun wäre noch auf die schwierige Zentrierung vieler Hochspannungselektroden im Ozonisator relativ zu den Niederspannungselektroden hinzuweisen, weil eine einwandfreie Zentrierung zur Schaffung einer gleichmäßigen Entladungszone über die ganze Länge des Ozonisatorelements unbedingt erforderlich ist, da die Elektroden in den Sammelbehältern befestigt sind, und folglich diese Sammelbehälter gegenüber dem Ozonisatormantel zentriert werden müssen.

Außerdem ist bei der beschriebenen Ausführungsform die Demontage des Ozonisators zur Reparatur bzw. zum Ersatz des Dielektrikums verhältnismäßig kompliziert

Aus der DE-OS 21 57 484 ist schließlich ein röhrenförmiger Ozonisator mit gekühlter Innenelektrode bekannt, deren Enden eine Zentriervorrichtung aufweisen. Aber auch dieser Ozonisator ist nur schwer zu demontieren, um seine Einzelteile zu überprüfen und gegebenenfalls zu reparieren oder auszutauschea

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen leistungsfähigen Hochfrequenzozonisator mit metallischen Elektroden zu schaffen, dessen Montage und Demontage sowohl bei der Revision als auch bei einer Reparatur wesentlich erleichtert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem gattungsgemäßen Ozonisator durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst.

Da erfindungsgemäß die Hochspannungselektrode in zwei Teile unterteilt ist, von denen der eine ausschließ- j5 Hch im Entladungsbereich angeordnet ist, kann der Ozonisator in einen Hoch- und einen Niederspannungsblock auseinander genommen werden. Hierdurch werden Montage und Demontage des Ozonisators wesentlich erleichtert.

Durch die im Unteranspruch 2 beschriebene Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ozonisators läßt sich die Hochspannungselektrode und insbesondere deren freies Ende gut zentrieren. Außerdem werden Montage und Demontage weiter vereinfacht.

Eine weitere Vereinfachung der Montage und Demontage ergibt sich durch die im Unteranspruch 3 beschriebene Weiterbildung des Ozonisators. Insbesondere läßt sich bei einer Beschädigung des Dielektrikums der in der Entladungszone befindliche Teil der Hochspannungselektrode leicht auswechseln.

Durch die im Unteranspruch 4 beschriebene Ausgestaltung werden schließlich Durchschläge des Dielektrikums vermieden und Randeffekte beseitigt.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. I den Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Hochfrequenzozonisators, welcher nur ein Ozonisierelement enthält; eo

Fig.2 die schematische Darstellung der Verbindung von Einelementozonisatoren zu einer Mehrelementanlage des erfindungsgemäßen Hochfrequenzozonisators mit Hilfe von Rohrleitungen, in Seitenansicht;

Fig.3 die schematische Darstellung der Verbindung es von Einelementozonisatoren zu einer Mehrelementanlage des erfindungsgemäßen Hochfrequenzozonisators mit Hilfe von Rohrleitungen, in Draufsicht;

Fig.4 die schematische Darstellung des erfindungsgemSßen Hochfrequenzozonisators, welcher sieben Ozonisierelemente in einem gemeinsamen Gehäuse enthält, in Seitenansicht;

F i g, 5 die schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Hochfrequenzozonisators, welcher sieben Ozonisierelemente enthält in Draufsicht;

Fig.6 im Diagramm die Abhängigkeit der Leistung des erfindungsgemäßen Ozonisators (in g · dm~² h~') und der Ozonkonzentration (in Volumenprozent) vom entsprechenden Sauerstoffverbrauch.

Der erfindungsgemäße Hochfrequenzozonisator kann aus einem einzigen Ozonisierelement ausgeführt werden, wie das aus F i g. 1 zu ersehen ist. Eine weitere Ausführungsvariante des Hochfrequenzozonisators, welcher drei Ozonisierelemente enthält, die durch gemeinsame Rohrleitungen miteinander verbunden sind, ist in F i g. 2 und 3 dargestellt bild schließlich ist noch ein Beispiel eines Hochfrequenzozonisators, welcher sieben Ozonisierelemenu: in einem gemeinsamen zylindrischen Gehäuse enthält, tn Fig.4 und 5 gezeigt

Doch ist zu bemerken, daß die Gesamtzahl der Ozonisierelemente im Hochfrequenzozonisator je nach der erforderlichen Leistung größer oder geringer sein kann, ur>4 die gegenseitige Anordnung der einzelnen Elemente sowie die Form des Gehäuses beliebig sein können.

Jedes Ozonisierelement des Hochfrequenzozonisators besteht aus einem Hochspannung· und einem Niederspannungsblock, welche in sich eine Gruppe von Teilen vereinigen, die unter Hoch- bzw. Niederspannung stehen, wobei diese beiden Blöcke durch' einen Hochspannungsisolator 1 (Fig. 1) voneinander getrennt sind.

Der NiederspannungsbJock des Ozonisierelements besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 2, einer zylindrischen Niederspannungsmetallelektrode 3 mit abgerundeten Enden 4, wobei die Oberfläche O-ieser Elektrode, welche der Hochspannungselektrode 5 zugekehrt ist, mit einem Dielektrikum überzogen sein kann. Eine Profilabrundung der Enden 4 der Niederspannungselektrode 3 ist zum Verhüten eines Durchschlags des Dielektrikums und zur Beseitigung der sogenannten Randeffekte erforderlich. Das Gehäuse 2 und die Elektrode 3 sind mit Verbindungsflanschen 6 und 7 verschweißt. Der freie Raum zwischen der Hochspannungselektrode 5 und dex Niederspannungselektrode 3, in welchem die elektrische Entladung erfolgt, stellt eine Entladungszone 8 dar.

Am Umfang der Verbindungsfllansche 6 und 7 sind Öffnungen (in den Zeichnungen nicht angedeutet), in welche Befestigungsbolzen 9 und IO eingesetzt werden, sowie Ringnuten 11 und 12 zum Anordnen von ozonfesten Dichteinlagen 13 und 14 ausgeführt, und in den Stirnflächen sine Hohlräume 115 und 16 ausgebohrt, in welchen die Rohrstutzen 17 und 18 abgedichtet und befestigt werden, welche für die Zufuhr und Ableitung der die Niederspannungselektrode 3 kühlenden Flüssigkeit bestimmt sind. An einer Seite enthält der Niederspannungsblock einen zylindrischen Metallunterteil 19, welcher an dem Verbindungsflansch 7 mii Hilfe eines Flansches 20 befestigt ist, wobei am Umfang des Flansches 20 Öffnungen (in den Zeichnungen nicht angegeben) für die Befestigungsbolzen 10 ausgeführt sind. In der Stirnfläche ist eine öffnung zum Befestigen eines Rohrstutzens 21 vorgesehen, durch welchen das ozonisierte Gas abgeleitet wird. An der Oberfläche des

Flansches 20, welche dem Verbindungsflansch 7 des Gehäuses 2 zugekehrt ist, ist ein Ringvorsprung 22 ausgeführt, welcher durch die ozonfeste Einlage 14 mit der entsprechenden Nut 12 des Verbindungsflansches 7 eine Stoßverbindung bildet. Im Metallunterteil 19 ist ein Zentrierzapfen 23 aus einem ozonfesten Isolationsmaterial befestigt, welcher in Axialrichttung der Hochspannungselektrode 5 eine Vertiefung 24 hat, die zum Zentrieren der Hochspannungselektrode 5 bestimmt ist. Der Niederspannungsblock enthält weiter eine zylindrische Büchse 25 aus Metall oder aus einem ozonfesten Isolationsmaterial. Die Büchse 25 ist mit Flanschen 26 und 27 versehen, an deren Umfang öffnungen 28 zum Einsetzen der Befestigungsbolzen 9 und 29 ausgeführt sind. An der Oberfläche des Flansches 27. welche dem Verbindungsflansch 6 des Gehäuses 2 zugekehrt ist, ist ein Ringvorsprung 30 ausgeführt, der durch die ozonfeste Einlage 13 mit der entsprechenden Nut 11 des Verbindungsflansches 6 eine Stoßverbindung bildet. Im Stirnteil des Flansches 27 der Büchse 25 ist ein Hohlraum 31 zum Abdichten und Befestigen eines Rohrstutzens 32 ausgebohrt, durch welchen entweder reiner Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas zugeführt wird. Die Büchse 25 wird durch einen Deckel

33 mit Hilfe der Bolzen 29, welche an seinem Umfang angeordnet sind, abgeschlossen. Im Deckel 33 und im Flansch 26 sind in Axialrichtung verlaufende öffnungen

34 bzw. 35 ausgeführt, in welchen mit Hilfe eines Ringbundes 36 durch eine ozonfeste Dichteinlage 37 der Hochspannungsisolator 1 an der freien Seite der Büchse 25 — und mit ihm gleichzeitig auch der Hochspannungsblock — starr befestigt wird.

Der Hochspannungsblock enthält eine trennbare rohrförmige Hochspannungselektrode, welche aus zwei Teilen besteht, wovon der eine Teil 5 aus Metall mit einem dielektrischen Überzug 38 z. B. aus Silikatemail (bzw. aus einem Dielektrikum z. B. aus Glas) ausgeführt und in der Entladungszone angeordnet ist. und die eigentliche Hochspannungselektrode τ darstellt. Der andere Elektrodenteil — das Endstuck 39 — ist im Hochspannungsisolator 1 untergebracht und weist an eine/ Seite einen Ringbund 40 auf, mit welchem es durch die ozonfeste Dichteinlage 41 mit der Hochspannungselektrode 5 eine Stoßverbindung bildet. An der anderen Seite ist ein Endstück 39 mit einem Gewinde 42 zur Verbindung mit einem T-Stück 43 versehen.

Das metallische T-Stück 43 ist auf der Innenfläche der einander gegenüberliegenden Enden mit einem Gewinde zur Befestigung des Endstücks 39 an der einen und eines Rohrs 44 an der anderen Seite versehen, das zur Zufuhr der Kühlflüssigkeit in den Hohlraum der Hochfrequenzelektrode 5 dient. An der Außenfläche des T-Stücks 43 ist an dem Ende, an dem das Rohr 44 befestigt ist, ein Gewinde zur Befestigung eines Rohrstutzers 47 mit Hufe einer Mutter 45 und zu dessen Abdichtung mit Hilfe einer Einlage 46 ausgeführt wobei durch den Stutzen 47 dem Rohr die Kühlflüssigkeit zugeführt wird. Im Seitenrohr des T-Stückes 43 ist ein Hohlraum zum Befestigen und Abdichten des Rohrstutzens 48 ausgeführt, durch welchen die Kühlflüssigkeit aus der Hochspannungselektrode abgeleitet wird. Im mittleren Teil des T-Stücks 43 ist eine Klemme 49 vorgesehen, an weiche der Leitungsdraht für die Zufuhr des elektrischen Stroms angeschlossen wird.

Das Endstück 39 ist im Hochspannungsisolator 1 mit Hilfe des oben erwähnten Ringbundes 40 an der einen Seite und mit einer Metallscheibe 50 und dem T-Stück 43, welches auf das Endstück 39 aufgeschraubt ist an der anderen Seite starr befestigt.

Das Metallrohr 44 hat an dem einen Ende ein Gewinde und an dem anderen Ende eine Öffnung 51 für die Zufuhr der Kühlflüssigkeit in den Hohlraum der

■> Hochspannungselektrode 5 und ist durch einen Blindpfropfen 52 angeschlossen. Der Blindpfropfen 52 hat einen Anschlag 53 und ein Gewinde 54. Auf den Anschlag 53 ist ein Andrücker 55 und eine ozonfeste Dichtscheibe 56 frei aufgesetzt und eine Mutter 57 aufgeschraubt, mit deren Hilfe die Hochspannungselektrode 5 durch die ozonfeste Einlage 58 abgedichtet und mit dem zweiten Teil — dem Endstück 39 — starr verbunden ist.

Der Anschlag 53 und die Mutter 57 sind in die

π Vertiefung 24 des Zentrierzapfens 23 eingeführt, so daß die Achse der Hochspannungselektrode 5 mit der Achse der Niederspannungselektrode 3 zusammenfällt, d. h. es erfolgt eine entsprechende Zentrierung beider Elektroden.

Um die Leistung des Ozonisators zu steigern, werden entsprechende Ozonisierelemente zu einem Mehrrohr-Hochfrequenzozonisator folgenderweise miteinander verbunden.

M.in kann beispielsweise einige Einelementozonisa-

2^r> toren 59 durch Rohrleitungen für das Kühlwasser und Gas direkt verbinden. Ein Beispiel einer solchen Verbindung von drei Ozonisatoren ist in F i g. 2 und 3 gezeigt.

Die Zufuhr und Verteilung der Kühlflüssigkeit für die

so Hochspannungselektroden 5 erfolgt durch eine für sämtliche Ozonisato<en gemeinsame Rohrleitung 60 mit Hilfe der Rohrstutzen 47. Die Abiuhr erfolgt durch die Rohrstutzen 48, welche an die gemeinsame Rohrleitung 61 angeschlossen sind, wobei die Rohrleitungen aus einem dielektrischen Material ausgeführt sind. Die Anordnung der Rohrleitungen 60 und 61 und deren Verbindung mit den entsprechenden Rohrstutzen 47,48 der Ozonisatoren behindern die Demontage der Hochspannungsblöcke nicht.

Die Zufuhr und Verteilung der Kühlflüssigkeit für die Niederspannungselektroden 3 erfolgt durch eine gemeinsame Rohrleitung 62 mit Hilfe der Rohrstutzen 18. während deren Abfuhr durch die Rohrstutzen 17 bewerkstelligt wird, welche an eine gemeinsame

»5 Rohrleitung 63 angeschlossen sind.

Die Zufuhr und Verteilung des Sauerstoffs bzw. des sauerstoffhaltigen Gases erfolgt durch eine gemeinsame Rohrleitung 64 mit Hilfe der Rohrstutzen 32, während das ozonisierte Gas durch die Rohrstutzen 21 abgezogen wird, die an eine gemeinsame Rohrleitung 65 angeschlossen sind.

Damit die Kühlflüssigkeit und das Gas gleichmäßig durch die Einelementozonisatoren strömen, sind in den Eingangsstutzen 18, 32, 47 entsprechende Membranen 66 eingebaut Die Hochspannung wird getrennt an jedes Ozonisierelement durch eine Sicherung bzw. einen Automat (in den Zeichnungen nicht dargestellt) zugeführt, welcher es bei einem Durchschlag des Dielektrikums abschaltet

In F i g. 4 und 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ozonisators dargestellt welcher sieben Ozonisierelemente 67 in einem gemeinsamen Gehäuse 68 enthält Das Gehäuse 68 ist durch Flansche 69 und Befestigungsbolzen (in den Zeichnungen nicht angegeben) mit einem Unterteil 70 und einer gemeinsamen Büchse 71 verbunden. Am Boden des Unterteils 70 sind in der Axialrichtung der einzelnen Ozonisierelemente die Zentrierzapfen 23 angeordnet

Die Büchse 71 ist durch einen Deckel 72 mit Öffnungen (in der Zeichnung nicht angedeutet) zum Befestigen der Hochspannungsisolatoren 1 der einzelnen Ozonisierelemente abgeschlossen, welche auf dem Deckel 72 durch spezielle Befestigungsscheiben 73 mit Hilfe von Bolzen (in der Zeichnung nicht dargestellt) befestigt sind.

Die Niederspannungselektroden werden mit Wasser geküi/i., das durch einen Rohrstutzen 74 in einen ringförmigen Sammelbehälter 75 mit Membranen 76 zur gleichmäßigen Verteilung des Wassers zugeführt wird, das sich im Gehäuse 68 befindet unu aus diesem durch den Rohrstutzen 17 abgeleitet wird.

Die Hochspannungselektroden werden mit Wasser gekühlt, welches durch lange Rohrleitungen aus einem dielektrischen Material in den ringförmigen Sammelbehälter 77 gelangt, der ebenfalls aus einem dielektrischen Material ausgeführt ist, und aus diesem Behälter durch die Rohrstutzen 47 in den Hohlraum der Hochspan-

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des Wassers sind in die Rohrstutzen die Membranen 76 eingebaut. Aus den Hochspannungselektroden wird das Kühlwasser durch die Stutzen 48 in den ringförmigen Sammelbehälter 78 abgeleitet, welcher mit der langen Rohrleitung aus einem dielektrischen Material verbunden ist.

Sauerstoff bzw. ein sauerstoffhaltiges Gas wird durch den Rohrstutzen 32 in den ringförmigen Sammelbehälter 79 mit den Membranen 76 zugeführt, durch welchen es in die Entladungszone der Ozonisierelemente gelangt und durch den Rohrstutzen 21. der sich im Unterteil 70 jo befin'.jt. abgeleitet wird.

Der erfindungsgemäf3e Hochfrequenzozonisator kann zur prophylaktischen Revision und Reparatur der einzelnen Blöcke bzw. für den Ersatz der defekten Hochspannungselektrode 5 demontiert werden. Die Ji Demontage erfolgt durch Lösen der Rohrstutzen 47 und 48 von den Rohrleitungen der Flüssigkeit, welche die Hochspannungselektrode kühlt, lösen des elektrischen Hochspannungsdrahts von den Klemmen 49, Losschrauben der Befestigungsbolzen und Ausheben des Hochspannungsblocks gemeinsam mit dem Isolator I. Nach dieser Demontage wird zur Revision die Hochspannungselektrode 5 leicht zugänglich. Wird ein Durchschlag bzw. werden sonstige Beschädigungen der Hochspannungselektrode 5 festgestellt, so kann s>e durch eine neue ersetzt werden. Dazu wird die Mutter 57 abgeschraubt und der Andrücker 55 und die Elektrode 5 werden entnommen. Die Montage der Hochspannungselektrode 5 wird in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt. Dabei ist zu beachten, daß der Hochspannungsblock beim Einbau im Gehäuse selbstzentriert wird, da der Anschlag 53 in die Vertiefung 24 des Zentrierzapfens 23 eintritt. Bei einer bedeutenden Beschädigung kann der Hochspannungsblock durch einen ähnlichen ersetzt werden.

Im ersten Beispiel der Mehrrohr-Hochfrequenzozonisieranlagen, bei dem drei Einelementozonisatoren durch gemeinsame Rohrleitungen verbunden sind, wird die Demontage und Montage bei der prophylaktischen Revision bzw. bei einer Reparatur nach dem oben beschriebenen Verfahren durchgeführt.

Im zweiten Beispiel solcher Anlagen, welche sieben Ozonisierelemente in einem gemeinsamen Gehäuse enthalten, wird die Reparatur bzw. der Ersatz einzelner defekter Hochspannungsblöcke folgendermaßen bewerksteiiigt. Zuerst wird der Hochspannungsdraht (in der Zeichnung nicht angedeutet) gelöst. Dann werden die Rohrstutzen 47 und 48 von den ringförmigen Sammelbehältern 77 zur Zufuhr und Ableitung des Kühlwassers der Hochspannungselektroden 5 gelöst. Weiterhin werden die Bolzen (in der Zeichnung nicht angedeutet) auf der Befestigungsscheibe 73 herausgeschraubt, wonach der gesamte Hochspannungsblock entnommen wird. Nach der Revision bzw. nach dem Ersatz des Hochspannungsblocks folgt die Montage in umgekehrter Reihenfolge.

Die Demontage und Montage des erfindungsgemäßen Ozonisators zur prophylaktischen Revision bzw. für eine Reparatur ist außerordentlich einfach und kann in einem kurzen Zeitabschnitt durchgeführt werden, während bei den Ozonisatoren mit zirkulierender Durchlaufkühlung der Elektroden die gesamte Anlage demontiert werden muß — die Sammelbehälter müssen abgenommen und die Elektroden entnommen werden, und bei der Montage ist eine Zentrierung jeder einzelnen Elektrode erforderlich.

Dci vui iicgciruC· O/uMiSäiüi' ai'uciici foigciiuci n'i<ißen:

Bevor man den elektrischen Strom einschaltet, wird den Ozonisator die Kühlflüssigkeit (z. B. Wasser) für die Elektroden zugeführt. Die Wasserzufuhr in das Gehäuse der Niederspannungselektrode erfolgt unmittelbar von der Wasserleitung durch den Rohrstutzen 18 und wird aus dem Gehäuse durch den Rohrstutzen 17 abgeleitet. In die Hochspannungselektrode gelangt das Wasser durch den Rohrstutzen 47 und wird durch den Rohrstutzen 48 durch langgestreckte Rohre aus einem dielektrischen Material abgeleitet, wobei die durch diese Rohrleitungen fließende Wassersäule einen genügenden elektrischen Widerstand haben muß. um Verlusten der elektrischen Energie durch das Wasser vorzubeugen.

Nun wird an den Ozonisator durch den Rohrstutzen 32 Sauerstoff bzw. ein sauerstoffhaltiges Gas zugeführt. Nachdem das ozonisierte Gas sämtliche Ozonisatoren parallel passiert hat. wird es durch die gemeinsame Rohrleitung 65 abgeführt. Dann wird jedem Ozonisator einzeln elektrischer Strom zugeführt, wobei die Spannung regelmäßig erhöht wird.

Die Rohrleitungen 60 und 61 sind aus einem Dielektrikum hergestellt, wodurch ein hinreichender elektrischer Widerstand zwischen den Hochspannungselektroden der einzelnen Ozonisatoren zum Abschalten der defekten Hochspannungselektroden gewährleistet wird.

Im Ozonisator, welcher aus sieben Ozonisicrelemcnten in einem gemeinsamen Gehäuse besteht, wird das Kühlwasser für die Niederspannungselektroden durch den gemeinsamen Rohrstutzen 74 zugeführt und durch den gemeinsamen Rohrstutzen 17 aus ihnen abgeleitet. Zürn Kühlen der Hochspannungselektroden wird das Wasser durch den ringförmigen Sammelbehälter 77 zugeführt und von ihnen durch den ringförmigen Sammelbehälter 78 abgeleitet, wobei die beiden Sammelbehälter aus einem dielektrischen Material hergestellt sind.

Der Sauerstoff bzw. das sauerstoffringe Gas gelangt in die Anlage durch den Rohrstutzen 32, während das ozonisierte Gas durch den Rohrstutzen 21 abgeleitet wird. Dann wird an jede Hochspannungselektrode 5 elektrischer Strom zügig zugeführt. Da die beiden Sammelbehälter 77, 78 aus einem dielektrischen Material hergestellt sind, wurde vorgesehen, daß jede Hochspannungselektrode bei einem Durchschlag abgeschaltet werden kann.

Die Arbeitseinstellung der Ozonisieranlagen wird nach den einzelnen Operationen in umgekehrter

Reihenfolge durchgeführt.

Ein Ozonisator, bestehend aus einem Ozonisierelement, dessen Entladungszone gleich 2 mm war, arbeitete bei einer Wassertemperatur von 25°C für die Elektrodenkühlung mit Wechselstrom von einer Frequenz von 1500 Hz bei einer Spannung von 6 kV.

F i g. 6 zeigt die Abhängigkeit (Kurve A)dcr Leistung eines Ozonisators (in g-dm-²h-') h-') sowie die Abhängigkeit (Kurve B) der Ozonkonzentration in Vo!umen-% O₃) vom Sauerstoffverbrauch (in l/h).

Aus der Form dieser beiden Kurven ist zu ersehen, daß die Leistung des Ozonisators mit steigendem Sauerstoffverbrauch höher wird, während die Ozonkonzentration sich entsprechend vermindert. Bei einem relativ geringen Gasverbrauch, wenn die Ozonkonzentration nur bis 2,5% sinkt, ist die Leistung des Ozonisators verhähnismäßig hoch, und zwar beträgt sie 15 g · dni"²h ', wobei der Energieverbrauch für die Ozonerzeugungp'eich 8,3 kWh · kg-'ist.

Die angeführten Werte betreffen nicht die maximalmögliche Leistung des Ozonisators, da sie bei einem verhähnismäßig geringen Gasverbrauch — nur 560 l/h — erhalten wurden, wenn eine ziemlich hohe Ozonkonzentration gleich 2,5% erreicht wird. Eine Erhöhung des Gasverbrauchs, um eine geringere Ozonkonzentration z.B. von 1% zu erhalten, führt zu einer bedeutenden Leistungssteigerung des Ozonisators und zu einer ίο Herabsetzung des Energieaufwands.

Somit unterscheidet sich der erfindungsgemäße

Ozonisator von den bekannten Ausführungen durch seine einfache Bauart und leichte Demontage bei Reparaturen, durch seine hohe Betriebssicherheit nebst einer hohen Leistungsfähigkeil.

All das gewährleistet bei der Herstellung große: Ozonisieranlagen von hoher Leistungsfähigkeit einen bedeutenden ökonomischen Nutzen.

Ilici/u t Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Hochfrequenzozonisator mit einem Gehäuse mit koaxial in ihm angeordneten rohrförmigen Elektroden, nämlich einer Nieder- und einer Hochspannungselektrode, deren einander zugekehrte Oberflächen eine Entladungszone bilden, in deren Bereich mindestens eine von ihnen einen dielektrischen Oberzug aufweist, wobei die Hochspannungselektrode im Gehäuse mit Hilfe eines Hochspan- nungsisolators befestigt und durch eine Flüssigkeit kühlbar ist, die in den inneren Hohlraum der Hochspannungselektrode durch ein in Axialrichtung des Gehäuses verlaufendes Rohr zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hoch-Spannungselektrode in zwei Teile (5, 39) teilbar ist, von denen der eine (Endstück 39) in einem Hochspannungsisolator (1) untergebracht ist und von denen der andere (5) in der Entladungszone angeordnet und auf den ersten Teil aufgesteckt ist

2. Hochirsquenzozonisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des zweiten Teils (5) der Hochspannungselektrode mit einer Zentriervorrichtung versehen ist, die aus einem ein Ende des Rohrs (44) für die Flüssigkeitszufuhr zur Hochspannungselektrode überdeckenden Blindflansch (52) und einem Anschlag (53) besteht, auf dem ein das freie Ende des zweiten Teils des Rohrs (44) der Hochspannungselektrode überdeckender Niederhalter (55) angeordnet und eine Mutter (57) aufgeschraubt ist, die sich an einem Zentrierzapfen (24) abstützt, auf den ein Ende der Hochspannungselektrode (5) aufgesetzt ist.

3. Hochfrequenzozon-sator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (5) aus Metall mit einem dielektrischen Überzug (38) ausgeführt ist.

4. Hochfrequenzozonisalor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Niederspannungselektrode (3) abgerundet sind.

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