DE2618243B2

DE2618243B2 - Ozonisator

Info

Publication number: DE2618243B2
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: 1979-11-22
Also published as: FR2311750B1; DE2618243A1; DE2618243C3; FR2311750A1; GB1549055A

Description

Die Erfindung betrifft einen Ozonisator vom Plattentyp oder Röhrentyp mit mindestens einem plattenförmigen oder zylindrischen, beiderseits von Luft beströmten Dielektrikum, welches parallel bzw. konzentrisch zwischen jeweils einer plattenförmigen oder zylindrischen Hochspannungselcktrode und einer plattenförmigen oder zylindrischen Erdungst'.ektrode angeordnet ist.

Ein solcher Ozonisator ist aus der DE-OS 19 22 349 bekannt. Als Dielektrikum dient dabei ein Glasdielektrikum, welches eine beträchtliche Dicke von mindestens 2 mm haben muß, da andernfalls aufgrund hoher thermischer Beanspruchungen B. xhädigungen zu befürchten sind. Die thermischen Beanspruchungen kommen aufgrund der unvermeidlici zn Aufheizung des Dielektrikums auf hohe Temperaturen zustande. Ein dickes Dielektrikum hat andererseits den Nachteil, daß die Ozonausbeute gering ist. Bei einem Ozonisator ist die pro Entladungseinheitsfläche gebildete Ozonmenge Y der elektrischen Leistung W pro Einheitsfläche proportional (Y=KW). Die elektrische Leistung Wist wiederum proportional der relativen Dielektrizitätskonstante ε und umgekehrt proportional der Dicke 77; des Dielektrikums:

W = K'

Th

Dabei bedeuten K und K'Konstanten.

Die relative Dielektrizitätskonstante e. des kristallisierten Glases, welches als Dielektrikum verwendet wird, beträgt maximal etwa 5. Andererseits kann, wie oben erläutert, die Th des Dielektrikums nicht weniger als 2 mm betragen. Daher kann bei herkömmlichen Ozonisatoren die Ozonbildungsgeschwindigkeit nur durch eine Vergrößerung des Ozonisators gesteigert werden. Dies verursacht erhebliche Kosten.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ozonisator der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher bei geringen Abmessungen zu erhöhten Ozonmengen pro Einheitsentladungsfläche führt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Ozonisator der eingangs genannten Art gelöst, welcher gekennzeichnet ist durch ein Dielektrikum aus ein-crn Keramikmaterial mit 70 bis 95% AI₂O!, < 25% SiO₂ und <IO% mindestens eines Alkalioxids oder Erdalk.alioxids und mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 5 bis 10 und einer Dicke von 1 bis 0,5 mm.

Das verwendete keramische Dielektrikum hat eine erhöhte relative Dielektrizitätskonstante von 5 bis 10, und es kann aufgrund erhöhter Stabilität eine geringere Dicke von I bis 0,5 mm aufweisen. Diese beiden Umstände wirken in gleicher Richtung, nämlich im

■5 Sinne einer Verbesserung der Ozonausbeute pro Entladungsflächeneinheit. Der Ozonisator kann einen kompakten Aufbau haben, und bei gleicher elektrischer Leistung kann die Startspannung gesenkt werden. Durch die beidseitige Beströmung des Dielektrikums

in mit Luft wird dieses stärker gekühlt, wodurch die Ozonausbeute steigt

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt eines Ozonisators vom

π Plattentyp gemäß eine Ausführung der Erfindung, wobei wesentliche Bauteile, nämlich die Dielektrika, die Hochspannungselektroden, die Luftpfade und die Schaltung gezeigt sind;

Fig.2 einen Schnitt durch einen Ozonisator vom

2» Röhrentyp gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei wesentliche Bauteile entsprechend denjenigen der F i g. i gezeigt sind und

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht des Ozonisators gemäß F i g. 2.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Hochspannungselektrodenplatte, während das Bezugszeichen 2 eine geerdete Elektrodenplctte bezeichnet. Das Bezugszeichen 3 bezeichnet ein Dielektrikum, welches aus einer keramischen Platte besteht, die weiter

jo unten näher beschrieben wird. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet ein Abitandselement, welches einen Luftpfad 6 zwischen dem Dielektrikum und der Hochspannungselektrodenplatte oder zwischen dem Dielektrikum und der geerdeten Elektrodenplatte festlegt. Das

π Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Hochspannungsquelle. 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

4» besteht aus einer Keramikplatte uii; einer relativen Dielektrizitätskonstante von 5 bis 10. Die relative Dielektrizitätskonstante der Keramikplatte ist wesentlich größer als diejenige von kristallisiertem Glas. Das Dielektrikum der Keramikplatte kann als Alkalioxid

■r, oder Erdalkalioxid z. B. K₂O, Na₂O, CaO, MgO, BaO enthalten. Die Dicke der dielektrischen Platte beträgt 1 mm bis 0,5 mm. Das Abstandselement 4 besteht aus einem Keramikmaterial, welches gegen Ozon beständig ist. Das aus Keramik bestehende Dielektrikum 3 ist

V) sowohl zur Hochspannungselektrodenplatte 1, welche mit der Hochspannungsquelle 5 verbunden ist, als auch zur geerdeten Elektrodenplatte 2, welche mit dem Erdungsanschluß der Hochspannungsquelle 5 verbunden ist, mit Abstand angeordnet, und zwar parallel zur

,-> Hochspannungselektrodcnplatte 1 und zur geerdeten Elektrodenplatte 2. Hierdurch werden beidseitig Luftspalte 6 gebildet.

Die Ausführungsform gemäß F i g. I umfaßt eine Vielzahl von Entladungskammcrn, welche nebeneinan-

ho der angeordnet sind und wobei jeweils die Hochspannungselektrode 1 bzw. die geerdete Elektrode 2 benachbarten Entladungskammern gemeinsam sind. Die Corona-Entladungskammern sind in einem nicht gezeigten Gehäuse enthalten. Die Luftspalte 6 zwischen den

<Ti Dielektrika und den Elektroden stehen miteinander in Verbindung, so daß ein Luftpfad gebildet wird, welcher sich von der oberen Stufe zur unteren 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.

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

Bei dieser Ausführuvigsform ist ein zylindrisches Dielektrikum aus Keramikmaterial mit Abstand von einer zylindrischen Hochspannungselektrode 1 aus Edelstahl angeordnet und mit Abstand von einer geerdeten Elektrode 3 aus Edelstahl. Die Elektroden sind mit Hilfe von Abstandselementen 4 aus Keramikmateria! konzentrisch angeordnet. Auf diese Weise werden Luftspalte 6 gebildet. Wie im Falle der erstem :i> Ausführungsform wird trockene Luft in den Luftspalt 6 der Dicke des herkömmlichen Dielektrikums aus kristallisiertem Glas beträgt, ist die Menge des pro Einheitsentladungsfläche gebildeten Ozons theoretisch auf die 2- bis 8fache Menge der pro Einheitsfläche eines herkömmlichen Ozonisators erzeugten Ozonmenge erhöht. Daher kann der erfindungsgemäße Ozonisator wesentlich kompakter als ein herkömmlicher Ozonisator aufgebaut sein bei gleicher Menge an gebildetem Ozon. Die Tatsache, daß die Dicke des Dielektrikums geringer sein kann, ist gleichbedeutend mit der Tatsache, daß der Abstand zwischen den Elektroden verringert sein kann. Demgemäß kann die Startspannung gesenkt werden. Auch bei der geringeren Spannung arbeitet der erfindungsgemäße Ozonisator befriedigend. Die Neigung zu dielektrischem Durchbruch ist wesentlich geringer, und der dielektrische Verlust ist ebenfalls geringer. Somit ist der erfindungsgemäße Ozonisator wesentlich robu.rter und dauerhafter. Da darüber hinaus zwischen der Elektrode und dem Dielektrikum, welche als eine Art Wärmequelle wirken, ein Luftspalt ausgebildet ist, wird dir::h die durch den

durch einen nicht gezeigten Einlaß des Gehäuses Luftspalt strömende Luft Wärme von ehr Elektrode und

eingeleitet und tritt durch einen nicht gezeigten Auslaß des Gehäuses wieder aus.

Da bei dem erfindungsgemäßen Ozonisator als Dielektrikum ein Keramikmaterial mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 5-10 verwendet wird und da die Dicke des Dielektrikums höchstens ein Viertel dem 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 wird hierdurch stabilisiert.

llici/u 2 Blatt Zdchiuinücn

Claims

Patentanspruch;

Ozonisator vom Plattentyp oder Röhrentyp mit mindestens einem plattenförmigen oder zylindrischen, beiderseits von Luft beströmten Dielektrikum, welches parallel bzw. konzentrisch zwischen jeweils einer plattenförmigen oder zylindrischen Hochspannungselektrode und einer plattenförmigen oder zylindrischen Erdungselektrode angeordnet ist, gekennzeichnet durch ein Dielektrikum aus einem Keramikmaterial mit 70 bis 95% AI2O3, <25% SiO₂ und <10% mindestens eines Alkalioxids oder Erdalkalioxids und mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 5 bis 10 und einer Dicke von 1 bis 0,5 mm.