DE2618243A1

DE2618243A1 - Ozongenerator

Info

Publication number: DE2618243A1
Application number: DE19762618243
Authority: DE
Inventors: Matsuo Mukuda; Tetsusuke Yokomi
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date: 1975-04-30
Filing date: 1976-04-26
Publication date: 1976-11-11
Also published as: FR2311750A1; DE2618243C3; DE2618243B2; GB1549055A; FR2311750B1

Description

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SUMITOMO PRECISION PRODUCTS COMPANY LIMITED, Amagasaki, Hyogo, Japan

Ozongenerator

Die Erfindung betrifft einen Ozongenerator des Typs, bei dem ein keramisches Dielektrikum zwischen einer Hochspannungselektrode und einer geerdeten Elektrode mit einem Spalt für stille Entladungen ausgebildet ist.

Bei herkömmlichen Ozongeneratoren vom Plattentyp verwendet man als Corona-Entladungskern eine Hochspannungselektrode, bei der ein plattenartiges Dielektrikum mit einer leitfähigen Farbe (z. B. Aluminiumpulver) beschichtet ist, oder wobei eine geeignete leitfähige Metallfolie oder eine Metallnetz mit dem Dielektrikum verbunden ist. Die Oberfläche des Dielektrikums des Corona—Entladungskerns liegt einer geerdeten Elektrode gegenüber, so daß ein Luftspalt dazwischen verbleibt. An die Hochspannungselektrode wird eine Hochspannung angelegt. Zwischen der Hochspannungselektrode und der geerdeten Elektrode findet eine stille Entladung statt, so daß die durch den Luftspalt strömende Luft ozonisiert wird.

Ferner verwendet man herkömmliche Ozongeneratoren vom Röhrentyp, wobei weithin eine Hochspannungselektrode als Corona-Entladungskern verwendet wird, bei der die Innenfläche eines zylindrischen Dielektrikums mit einer leitfähigen Farbe beschichtet ist. Eine zylindrische geerdete Elektrode umgibt konzentrisch den Corona-Entladungskern, so daß ein Luftspalt dazwischen verbleibt. An die als Corona-Entladungskern dienende Hochspannungslekektrode wird eine hohe Spannung ange-

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legt, so daß die durch, den Luftspalt strömende Luft ozonisiert wird.

Im allgemeinen dient sowohl bei einem plattenartigen Dielektrikum als auch, bei einem röhrenförmigen Dielektrikum kristallisiertes Glas als Dielektrikum. Bei einem Ozongenerator oder Ozonisator kann die Beziehung zwischen der Menge Y des pro Entladungseinheitsflache gebildeten Ozons und der pro Einheitsfläche auftretenden elektrischen Leistung ¥ durch Y = KW angegeben werden. Die elektrische Leistung ¥ ist proportional einer relativen Dielektrizitätskonstante £ und umgekehrt proportional der Dicke Th des Dielektrums gemäß folgender Beziehung:

^w -

wobei K und K¹ Konstanten sind.

Die relative Dielektrizitätskonstante e> des kristallisierten Glases, welches als Dielektrikum verwendet wird, beträgt maximal etwa 5. Unter den Betriebsbedingungen wird das Dielektrikum auf eine hohe Temperatur aufgeheizt. Somit sollte die Dicke Th des Dielektrikums nicht weniger als 2 mm betragen, damit eine genügende Sicherheit gewährleistet ist. Es ist schwierig, eine Dicke Th des Dielektrikums von weniger als 2 mm praktisch zu verwirklichen. Daher besteht bei einem herkömmlichen Ozongenerator,bei dem kristallisiertes Glas als Dielektrikum dient, kein Raum für eine weitere Verbesserung der Ozonbildungseffizienz. Man muß vielmehr die Größe des Ozongenerators proportional zur gewünschten Vergrößerung der Menge des gebildeten Ozons vergrößern. Demgemäßsteigen mit ansteigender Men^ des gebildeten Ozons die Kosten für den Ozonisator.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ozongenerator zu schaffen, welcher geringe Abmessungen hat und

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pro Einheitsentladungsflache zu sehr großen Mengen an gebildetem Ozon führt.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, einen Ozongenerator zu schaffen, bei dem ein Luftpfad zwischen jeder Elektrode und einem Dielektrikum ausgebildet ist und bei dem die bei der Ozonisierung der Luft gebildete Wärme von beiden Oberflächen von Einzelplatten abgeführt wird, wobei die Einzelplatten die Elektroden und die Dielektrika bilden. Somit hat der erfindungsgemäße Ozonisator eine überlegene Kühlleistung so daß man einen stabilen Betrieb erzielt.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, einen Ozongenerator mit einem Corona-Entladungskern zu schaffen, welcher nicht zum dielektrischen Durchbruch neigt, einen geringen dielektrischen Verlust und eine niedere Startspannung für die stille Entladung aufweist, so daß der Ozongenerator robust ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Ozongenerators vom PlattentyP gemäß einer Ausführung der Erfindung, wobei wesentliche Bauteile, nämlich die Dielektrika, die Hochspannungselektroden, die Luftpfade und die Schaltung gezeigt sind;

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Ozongenerator vom Röhrentyp gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei wesentliche Bauteile entsprechend denjenigen der Fig. 1 gezeigt sind und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Ozongenerators gemäß Fig. 2.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Hochspannungselektrodenplatte, während das Bezugszeichen 2 eine geerdete Elektrodenplatte bezeichnet. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet

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ein Dielektrikum, welches aus einer keramischen Platte besteht, die weiter unten näher beschrieben wird. Das Bezugszeichen bezeichnet ein Abstandselement, welches einen Luftpfad 6
zwischen dem Dielektrikum und der Hochspannungselektrodenplatte oder zwischen dem Dielektrikum und der geerdeten Elektrodenplatte festlegt. Das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Hochspannungsqaelle.

Es ist bevorzugt, daß die Hochspannungselektrodenplatte 1
und die geerdete Elektrodenplatte 2 aus einem Material bestehen, welches durch Ozon nicht oder kaum korrodiert wird, z. B. aus Edelstahl. Das Dielektrikum 3 besteht aus einer
Keramikplatte mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 5 bis 10« Die relative Dielektrizitätskonstante der
Keramikplatte ist wesentlich größer als diejenige von kristallisiertem Glas. Eine Keramikplatte mit der genannten
relativen Dielektrizitätskonstante kann man z. B. erhalten, wenn man eine Zusammensetzung gemäß Tabelle 1 wählt.

Tabelle 1

Al₂O₃ · 70-95

SiO₂ < 25

Eines oder mehrere Metalloxide von
Alkalimetall und Erdalkalimetallen
-Λ-ie K₀O, Na₂O, CaO, MgO, BaO oder dgl. <C 10 $

Die Dicke der dielektrischen Platte beträgt 1 mm bis 0,5 mm. Die Dicke ist geringer als bei einer herkömmlichen Dielektrikumplatte aus kristallisiertem Glas. Das Abstandelement 4 besteht aus einem Keramikmaterial, welches gegen Ozon beständig ist. Das aus Keramik bestehende Dielektrikum 3 ist mit Abstand zur Hochspannungselektrodenplatte 1 angeordnet, welche mit der Hochspannungsquelle 5 verbunden ist und zur

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geerdeten Elektrodenplatte 2, welche mit dem Erdungsanschluß der Hochspannungsquelle 5 verbunden ist, und zwar parallel
zur Hochspannungselektrodenplatte 1 und zur geerdeten Elektrodenplatte 2. Diese wird durch die Abstandselemente k bewirkt. Auf diese Weise werden Luftpfade oder Luftspalte 6, gebildet. Auf diese Weise wird jeweils ein Einheits-Corona-Entladungskern oder eine Einheits-Corona-Entladungszelle
gebildet.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 1 umfaßt eine Vielzahl von
Corona-Entladungskernen, welche nebeneinander angeordnet
sind und wobei jeweils die Hochspannungselektrode 1 und die geerdete Elektrode 2 gemeinsam sind. Die Corona-Entladungskerne sind in einem nicht gezeigten Gehäuse enthalten.
Die Luftpfade 6 zwischen den Dielektrika und den Elektroden stehen miteinander in Verbindung, so daß ein Luftpfad gebildet wird, welcher sich von der oberen Stufe zur unter Stufe erstreckt. Trockene Luft wird durch einen nicht gezeigten
Einlaß des Gehäuses in den Luftspalt 6 eingeleitet. Während der Strömung der trockenen Luft durch den Luftspalt 6 wird
ein Teil des Sauerstoffs der trockenen Luft durch stille Entladungen zwischen der Hochspannungselektrodenplatte 1 und
der geerdeten Elektrodenplatte 2 ozonisiert. Die ozonisierte Luft entweicht durch einen Auslaß, welcher nicht gezeigt ist, aus dem Gehäuse. Dieser Auslaß ist mit einem Anschluß des
Luftpfades 6 verbunden.

Die Figuren 2 und 3 zeigen einen Ozongenerator vom Röhrentyp gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.
Diejenigen Bauteile dieser Ausführungsform, welche den Bauteilen der Ausführungsform gemäß Fig. 1 entsprechen, tragen die gleichen Bezugszeichen.

Bei dieser Ausführungsform ist ein zylindrisches Dielektrikum aus Keramikmaterial mit Abstand von einer zylindrischen
Hochspannungselektrode 1 aus Edelstahl angeordnet und mit
Abstand von einer geerdeten Elektrode 3^³ Edelstahl.

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Die Elektroden sind mit Hilfe von Abstandselementen 4 aus Keramikmaterial konzentrisch, angeordnet. Auf diese Weise werden Luftspalte 6 dazwischen gebildet. Wie im Falle der ersten Ausführungsform wird trockene Luft in den Luftspalt 6 durch einen nicht gezeigten Einlaß des Gehäuses eingeleitet und tritt durch einen nicht gezeigten Auslaß des Gehäuses wieder aus. Während der Strömung der trockenen Luft durch die Luftpfade 6 wird diese ozonisiert.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es muß betont werden, daß Änderungen und Modifizierungen vorgenommen werden, ohne daß das Konzept der Erfindung verlassen wird.

Da bei dem erfindungsgemäßen Ozonisator als Dielektrikum eine Keramikmaterial mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 5-10 verwendet wird und da die Dicke des Dielektrikums höchsten ein Viertel der Dicke des herkömmlicIi(Sa Dielektrikums aus kristallsiertem Glas beträgt, ist die Menge des pro Exnhextsentladungsflache gebildeten Ozons theoretisch auf die 2- bis 20-fache Menge der pro Einheitsfläche eines herkömmlichen Ozongenerators erzeugten Ozon— menge erhöht. Daher kann der erfindungsgemäße Ozonisator wesentlich kompakter als ein herkömmlicher Ozonogenerator aufgebaut sein bei gleicher Menge an gebildetem Ozon. Die Tatsache, daß die Dicke des Dielektrikums geringer sein kann, ist gleich bedeutend mit der Tatsache, daß der Abstand zwischen den Elektroden verringert sein kann. Demgemäß kann die Startspannung für die stille Entladung gesenkt werden. Auch bei der geringeren Spannung kann der erfindungs— geraäße Ozongenerator befriedigend als Ozonisator arbeiten. Die Neigung zu dielektrischem Durchbruch ist wesentlich geringer und der dielektrische Verlust ist ebenfalls geringer Somit ist der erfindungsgemäße Ozonisator wesentlich robuster und dauerhafter. Da darüber hinaus zwischen der Elektrode und dem Dielektrikum, welche als eine Art "Wärmequelle wirken, ein Luftspalt ausgebildet ist, wird durch die durch den Luftspalt str'iraende Luft Wärme von der Elektrode und dem

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Dielektrikum zu beiden Seiten derselben abgeführt, wenn Luft durch, den Luftspalt strömt und ozonisiert wird. Somit kann die Kühlung in wirksamer Weise durchgeführt werden. Die Arbeitsweise des Ozonisators ist daher stabilisiert.

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NACHQEREICHT

PATENTANS PRÜCHE

1 . Ozongenerator vom Plattentyp oder vom Röhrentyp mit einem oder mehreren Corona-Entladungskernen, Wobei ein plattenförmiges oder zylindrisches Dielektrikum zwischen einer plattenförmigen oder zylindrischen Hochspannungselektrode und einer plattenförmigen oder zylindrischen geerdeten Elektrode und parallel bzw. konzentrisch hierzu angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum (3) sowohl von der geerdeten Elektrode (2) als auch von der Hochspannungselektrode (1 ) durch Abstandselemente (4) getrennt ist, so daß zu beiden Seiten des Dielektrikums (3) Luftpfade für die Ozonisierung der Luft bestehen.
2. Ozongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum aus einem Keramikmaterial mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 5-10 besteht.
3. Ozongenerator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum eine Dicke von 1 - 0,5 mm hat.

h. Corona-Entladungskern für einen Ozongenerator,, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß ein Dielektrikum (3) zwischen einer Hochspannungselektrode (1) und einer geerdeten Elektrode (2) angeordnet ist und daß das Dielektrikum aus einem Keramikmaterial mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 5-10 besteht.

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