DE2541973C3 - Vorrichtung zum Erzeugen von Ozon - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ozonerzeuger mit einem dichten Gehäuse, das mindestens eine an Hochspannung liegende, plattenförmige Elektrode und zwei beidseits der Hochspannungselektrode angeordnete, von dieser durch einen Luftzwischenraum und je eine Platte aus einem Dielektrikum getrennte Masseelektroden mit Anschlüssen für ein Kühlmedium enthält.

Ein aus der DT-AS 11 01 375 bekannter Platten-Ozonerzeuger hat den Nachteil, daß sämtliche Elektroden allseitig durch ein Dielektrikum umschlossen sind zur Vermeidung der Korrosion während der Entladung. Hierdurch wird die entstehende Wärme schlecht abgeführt und der Wirkungsgrad verschlechtert.

Aus der DT-PS 11 46 038 ist ein Platten-Ozonerzeuger bekannt, in welchem jede der gekühlten Elektrodenplatten eine eingegossene, mit Kühlflüssigkeit durchflossene Rohrschlange aufweist. Dies hat den Nachteil, daß die Elektrodenplatte während des Betriebes sich verziehen wegen der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Materialien. Dies bedeutet eine Änderung der räumlichen Abmessungen der Entladungsräume, was sich besonders unangenehm bemerkbar macht bei der Anordnung von zweischichtigen oder mehrschichtigen Isolierplatten als Dielektrikum. Der Wirkungsgrad hierbei wird verschlechtert

Ein aus der DT-PS 12 28 592 bekannter Plattenozonerzeuger hai: Hochspannungselektroden, die von einem Dielektrikum allseitig umschlossen sind. Dies bedingt einen schlechten Wärmeabfluß. Ferner bilden .ich an den Kanten bzw. Ecken der plattenförmigen Hochspannungselektroden unterschiedliche elektrische Feldstärken aus. Diese Nachteile machen sich in einem schlechten Wirkungsgrad bemerkbar.

Der aus der DT-OS 23 40 992 bekannte Plattenozonerzeuger hat den Nachteil, daß jeder der Entladungsräume eine gesonderte Zuleitung für das Gas und eine gesonderte Ableitung für das Ozon sowie eine am Rand des Entladungsraumes verlaufende Dichtung haben. Dies bedeutet Schwierigkeiten bei der geforderten allgemeinen Dichtheit der aus einer großen Anzahl von Entladungsräumen bestehenden gesamten Anordnung.

Der diskutierte Stand der Technik zeigt die Lösung von Einzelproblemen bei der Ozonerzeugung unter Inkaufnahme von Nachteilen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Ozonerzeuger der eingangs genannten Art zu entwickeln, oVr wartungsfreundlich ist und bei kompletter Bestückung transportiert werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Hochspannungselektrode durch an ihren Seitenrändern angeordnete, den Luftzwischenraum festlegende und seitlich begrenzende Abstandhalter aus Isoliermaterial zwischen den Dielektrikaplatten gehalten und mit diesen zu einem Paket durch oben und unten angeordnete, elastische Formstücke vereinigt ist. die Öffnungen für den Zutritt von Luft von oben und den Austritt von Ozon nach unten in einen Kollektor aufweisen, gegen den sie außenseitig mit wulstförmigen Dichtlippen anliegen, und daß die Masseelektroden vollflächig beidseitig an dem Paket anliegen und an ihrer Oberseite einen Bügel zum seitenverschieblichen Aufhängen an einem gleichzeitig den Masseanschluß bildenden Sammelleiter aufweisen.

Durch diese Anordnung mit einfachen Baumitteln sind eine parallele Anordnung der Elektroden sowie mit Luft oder Ozon gleichmäßig durchspülte Entladungsräume auf lange Betriebsdauer gewährleistet.

Die Paketbauweise der Hochspannungselektrode mit elastischen Formstücken gewährleistet die erforderliche Dichtheit der Entladungsräume bei gleichzeitiger Ausdehnungsmöglichkeit infolge der unvermeidbaren Wärmebelastung. Infolge dieser elastischen Dichtheit können billige Materialien für das Dielektrikum verwendet werden.

Die Paketbauweise führt darüber hinaus zu einer besonders großen Wartungsfreundlichkeit eines erfindungsgemäßen Gerätes.

Außerdem wird durch die Konstruktion der gekühlten Elektrode eine über die gesamte Fläche gleichmäßige Wärmeabfuhr erreicht

Ferner sind sämtliche Einzelteile so konstruiert und zueinander angeordnet, daß der Ozonerzeuger einfach herstellbar, mühelos ohne Beschädigung der Elektroden und des Dielektrikums transportierbar und an seinem Einsatzort wartungsfreundlich ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 a die Draufsicht auf das obere Formstück eines Hochspannunjjselektrodenpakets;

F i g. 1 b die Seitenansicht des Hochspannungselektrodenpakets;

Fig.Ic eine Schnittdarstellung des Elektrodenpa- s kets in der Schmittebene I-I der F i g. 1 b;

F i g. 2 eine iichnittdarstellung der gekühlten Elektrode;

F i g. 3 eine teilweise Schnittdarstellung und Seitenansicht einer Anoidnung von mehreren Hochspannungselektrodenpaketen und gekühlten Elektroden in einem Ozonerzeuger;;

Fig.4 eine teilweise Schnittdarstellung und Draufsicht des Ozoneraeugers der F i g. 3.

Im folgenden v/erden die F i g. 1 a, 1 b, 1 c gemeinsam beschrieben. Die Hochspannungselektrode 2, welche besonders gut dargestellt ist in der F i g. 1 c, befindet sich zwischen den beiden Dielektrika 1. Die beiden Schmalseiten der plattenförmigen Elektrode 2 sind in zwei U-förmige Isolierstoffprofile 4 angeordnet. Diese U-förmigen Isolierstoffprofile bzw. Abstandshalter 4 gewährleisten den definierten Abstand zwischen der Hochspannungselektrodenplatte 2 und den Platten 1 aus dielektrischem Material. In der Fig. Ic ist dies besonders gut dargestellt. Gemäß F i g. 1 b weist die Hochspannungselektrodenplatte 2 an ihrem oberen Ende eine Zuleitung 3 auf für ihren Anschluß an eine nicht gezeichnete Hochspannungsquelle. Das obere Formstück 5 gemäß F i g. 1 a und das untere !Formstück 5 gemäß Fig. :i b sind so ausgebildet, daß die Flatten I aus Dielektrikum und die U-förmigen Abstandshalter 4, welche die Hochspannungselektrodenplatte 2 an ihren Schmalseiten festhalten, zu einem Hochspannungselektrodenpaket 9 zusammengefaßt sind. Die F i g. 1 b zeigt, daß die räumlichen Abmessungen der Hochspannungselektroder.platte 2 kleiner sind als die räumlichen Abmessungen der Platten 1 aus Dielektrikum. Das obere Formstück 5 hat gemäß F i g. 1 a die Öffnungen 7 für den Eintritt der Luft oder des Sauerstoffs in die Entladungsräume zwischen dem Dielektrikum 1 und der Elektrode 2. L>as untere Formstück 5 weist Öffnungen 71 auf für die Ableitung des Ozons. Jedes Formstück 5 hat an einer Außenseite ein Mittel 6 zum halten der gekühlten Elektrode 30. Die Elektrode 30 wird von diesen Haltemitteln 6 gegen seitliches Verschieben begrenzt. Daher sind diese Mittel 6 ungefähr in der gleichen Breite angeordnet wie die Hochspannungselektroaenplatte 2 breit ist. Dies gewährleistet, daß die gekühlte Elektrode 30 deckungsgleich mit der Hochspannungselektrode 2 ist. Die elastischen Formstücke 5 haben an ihren nach außen liegenden Seiten wulstförmige Dichtlipnen 8. Diese Dichtlippen die:nen beim unteren Formstück zum Abdichten des Hochspannungselektrodenpakets 9 gegen den das Ozon sammelnden Kollektor 26.

Die F i g. 2 zeigt im Schnitt die gekühlte Elektrode 30. Das Gehäuse der gekühlten Elektrode 30 besteht aus einem Gehäuse, welches als dünnwandiger Profilkörper durch einen Ziehvorgang hergestellt wird. Dieser Profilkörper besteht aus den Wänden 18 und Stegen 11. Der Profilkörper wird in der gewünschton Länge abgeschnitten, wobei die Stege 11 wechselweise gekürzt werden, so wie es in der Fig. 2 dargestellt ist. Anschließend werden der Gehäuseboden 12 und der Deckel 13 mit den Wänden 18 dicht verbunden. Diese Verbindung kann entweder durch Kleben, Löten oder Schweißen geschehen. Fine dichte Verbindung zwischen dem Gehäuseboden 12. dem Deckel 13 und den Stegen 11 ist nicht erforderlich. Durch diese besondere Konstruktion der gekühlten Elektrode ergibt sich einmal eine billige und rationelle Herstellung und außerdem eine besondere Führung des Kühlmediums, so daß während des Betriebs eine gleichmäßige Wärmeabfuhr über die gesamte Fläche gewährleistet ist. Die Zuleitung und die Ableitung des gasförmigen oder flüssigen Kühlmediums erfolgt durch die Anschlüsse 15 im Deckel 13. Ferner sind Öffnungen 17 im Deckel und auch in denjenigen Stegen 11, welche am Deckel 13 anliegen, vorgesehen. Durch diese Öffnungen erfolgt die Entlüftung der durch die Stege 11 gebildeten Kühlmittelkanäle. Die nach außen führenden Öffnungen 17 sind mit einer Schraube 16 dicht verschlossen und können bei Bedarf für die Entlüftung geöffnet werden. Die Entlüftungsöffnungen 17 in den Stegen 11 dienen während des gesamten Betriebes der Verhinderung von sogenannten Luftsäcken in den Kühlmitteikanälen. Auf dem Deckel 13 ist ein Bügel 14 vorgesehen, der zv/ei Funktionen hat. Er dient zum Aufhängen der gekühlten Elektrode in der gesamten Anordn.-.'.g gemäß Fig.3 auf dem Sammelleiter 25. Ferner ist de: Bügel 14 für eine gute Kontaktgabe mit dem Sammelleiter 25 verantwortlich, der mit dem anderen Pol einer nicht dargestellten Hochspannungsquelle verbunden ist. An dieser F-.elle sei erwähnt, daß normalerweise dieser Sammelleiter 25 der gesamten Anordnung gemäß F i g. 3 an Masse bzw. Erde gelegt worden ist.

Die Fig.3 zeigt die Anordnung von mehreren Hochspannungselektrodenpaketen 9 und gekühlten Elektroden 30 in teilweiser Schnittdarstellung und teilweiser Seitenansicht innerhalb eines Ozonerzeugers. Auf der Grundplatte 21 ist die Sammelschiene 23 mittels einer Hochspannungsdurchführung angeordnet. Ferner weist die Grundplatte 21 zwei Anschlüsse 24 für den Kühlmedium-Verteiler, von dem in der F i g. 3 nur einer teilweise geschnitten dargestellt ist, auf. Wie bereits erwähnt, ist der Sammelleiter 25 mit seinem einen Ende ebenfalls in der Grundplatte 21 befestigt. Der Kollektor 26, welcher von den verschiedenen Hochspannungselektrodenpaketen 9 über die Öffnungen 34 das Ozon sammelt, ist mit seinem Anschlußstück 27 in der Grundplatte 21 befestigt. Gemäß Fig.3 befindet sich jedes Hochspannungselektrodenpaket 9 zwischen zwei gekühlten Elektroden 30. Jedes Pakei 9 ist üb^r die Leitung 3 mit der Hochspannungs-Sammelschiene 23 verbunden. Die genaue Anordnung der Leitung 3 unter Berücksichtigung der genauen Einhaltung der Luftabstände zu geerdeten Teilen ist aus Fig. 1 b ersichtlich. Die gekühlten Elektroden 30 sind, wie bereits im Zusammenhang mit der F i g. 2 erwähnt, mittels Bügel 14 an den Sammelleiter 25 aufgehängt. Wegen der besseren Übersichtlichkeit ist nur ein Bügel mit der Bezug.zahl 14 bezeichnet. Ferner kann der Fig.3 entnommen werden, daß jede gekühlte Elektrode 30 einen Anschluß 15 /ür die Verbindungsleitung 31 zum Verteiler 24 besitzt. Wegen der besseren Übersicht ist nur eine Verbindungsleitung 31 eingezeichnet worden. Infolge der besonderen Leitungsführung der Verbindungsleitungen 31 um den Sammelleiter 25 (Fig.4) können die gekühlten Elektroden 30 zum Zwecke der Wartungsarbeiten seitlich herausgeschwenkt werden. Zu diesem Zweck ist das Lösen von irgendwelchen Verbindungen nicht erforderlich. Die gleiche Vereinfachung der Wartungsa-beiten gilt auch für die Hochspannungselektrodenpakete 9, welche durch einfaches Lösen der wenigen Enden der Zuleitungen 3, die an der Sammelschiene 23 aneeordnet sind (Fie. 3 und 41

ebenfalls seitlich herausziehbar sind. In der Grundplatte 21 ist ein Anschluß 32 vorgesehen (K ig. 4), durch welchen Luft bzw. reiner Sauerstoff in das Gehäuse der gesamten Anordnung, welches durch die Grundplatte 21 und durch die Haube 22 gebildet wird, eingeführt wird Die Luft im Gehäuse der gesamten Anordnung gelangt dann über die Offnungen 7 des oberen Formstücks (I'ig. 1 a) in die F.ntladungsräume. welche durch die dielektrischen Platten 1 und die Elektrodenplatte 2 gebildet werden. Das Ozongas wird aus diesen Eutladungsräumen über die Schlitze 71 des unteren Formstücks 5 (F i g. 1 b) und über die korrespondieren den Offnungen 34 des Kollektors 26 (Fig. 3) und über den Anschluß 27 abgeführt zur weiteren Verwendung.

In den F i g. 3 und 4 sind die Spannmittel 28, 29, 33 dargestellt, welche die gesamte Anordnung der Pakete 9 und der gekühlten Elektroden 30 dicht zusammenpressen. Diese Spannmittel bestehen aus einem Spannhebel 28. dessen eine Seite in einem Organ angeordnet ist, welches Organ am Kollektor 26 befestigt ist, und dessen anderes linde mittels einer Druckfeder 29 an Samniclleiter 25 angeordnet ist. Diese Druckfeder 2¹ sorgt dafür, daß der Spannhebel 28 über dii l'reß/wischenlage M die gesamte Anordnung dich S zusammenpreßt. Da die gesamie Anordnung au verschiedensten Materialien mit den unterschiedlich sten Temperaturkocffi/.icnten besteht, ergeben siel unvermeidliche Wärmcausdchniingcn. deren Auswir klingen durch diese besondere Anordnung beseitig

ίο werden. Die verlangte Dichtheit der F.ntladungsräumi wird wahrend des gesamten Hetriebes durch clii elastischen Formstücke 5 und durch die Dichtlippen I /um Kollektor 26 gewährleistet.

Die Fig. 4 zeigt die Seitenansicht der in Fig.

i<j dargestellten Gesamtanordnung. Da es sich um di gleichen Bauelemente handelt, sind auch die gleiche Bezugszahlen gewählt worden. Die Seitenansicht de F i g. 4 ist von dem Spannhebel 28 in Richtun; Grundplatte 21.

Hier/u 4 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ozonerzeuger mit einem dichten Gehäuse, das mindestens eine an Hochspannung liegende, platten- S förmige Elektrode und zwei beidseits der Hochspannungselektrode angeordnete, von dieser durch einen Luftzwischenraum und je eine Platte aus einem Dielektrikum getrennte Masseelektroden mit Anschlüssen für ein Kühlmedium enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Hjchspannungselektrode (2) durch an ihren Seitenrändern angeordnete, den Luftzwischenraum festlegende und seitlich begrenzende Abstandhalter (4) aus Isoliermaterial zwischen den Dielektrikaplatten (1) gehalten und mit diesen zu einem Paket (9) durch oben und unten angeordnete, elastische Formstücke (5) vereinigt ist, die Öffnungen (7, 71) für den Zutritt von Luft von oben und den Austritt von Ozon nach unten in einen Kollektor (26) aufweisen, gegen den sie außenseitig mit wulstförmigen Dichtlippen (8) anliegen, und daß die Masseelektroden (30) vollflächig beidseitig an dem Paket (9) anliegen und an ihrer Oberseite einen Bügel (14) zum seitenverschieblichen Aufhängen an einen gleichzeitig den Masseanschluß bildenden Sammelleiter (25) aufweisen.

2. Ozonerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Formstücke (5) Führungsmittel (6) für die Masseelektroden (30) aufweisen.

3. Ozonerzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Masseelektrode (30) als dünnwandiges Gehäuse mit eii-^m Deckel (13) und einem Boden (12) sowie innenliegenden Stegen (11), die zur mäanderförrnigen Führu g des Kühlmediums abwechselnd in Abstand zu dem Boden (12) und dem Deckel (13) enden, ausgebildet ist, und daß der Deckel (13) und die bis zu dem Deckel (13) reichenden Stege (11) Entlüftungsöffnungen (17) aufweisen.

4. Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannung; elektrodenpakete (9) und die Masseelektrodcn (30) durch Spannmittel (28, 29, 33) federelastisch dicht aneinandergepreßt sind.