DE2629104C2 - Ozonerzeuger - Google Patents

Description

Bei dem im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen, aus der DE-AS 12 71 087 bekannten Ozonerzeuger wird die ihm zuführbare elektrische Leistung durch die Gastemperatur im Entladungsraum, dem Spalt zwischen Außen- und Innenelektrode, bestimmt, die ihrerseits von der Wärmeübertragung vom Gas zur Kühlflüssigkeit abhängt. Übersteigt die elektrische Leistung den hierdurch bestimmten Grenzwert, so nimmt die Gasteniperatur im Spalt rasch zu, wodurch die Ozonausbeute herabgesetzt und der Energieaufwand zu seiner Herstellung erhöht wird.

Der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 beschriebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Ozonerzeuger so weiterzubilden, daß durch bessere Kühlung des Gases die Ozonerzeugung bei gleicher Elektrodenoberfläche erhöht und der Energieaufwand für die Ozonherstellung herabgesetzt wird.

Dabei ist es aus der DD-PS 1 19 564 an sich bekannt, den Gasstrom im Spalt zwischen Außen- und Innenelektrode im Querstrom zu kühlen.

Durch den erfindungsgemäßen Ozonerzeuger wird die Kühlung des zu bearbeitenden Gasstromes gegenüber dem Ozonerzeuger der gattungsgemäßen Art wesentlich verbessert, so daß die zugeführte elektrische Leistung und damit die Leistung des Ozonerzeugers erhöht werden kann. Andererseits werden die Ozonverluste durch thermischen Zerfall herabgesetzt und der Energieaufwand für die Herstellung von Ozon durchschnittlich um 20 bis 30% vermindert

Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers sind Gegenstand der Patentansprüche 2 und 3, wobei es aus der DE-AS 17 67 542 an sich bekannt ist, in den Gaskühlkammern eines Ozonerzeugers Trennwände vorzusehen, um den Gasstrom möglichst nahe an der gekühlten Wand zu führen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 den Längsschnitt eines Ozonerzeugers,
F i g. 2 den Schnitt H-II der F i g. 1 und
Fig.3 einen Teil des Ozonerzeugers mit versetzt angeordneten Trennwänden in den Gaskühlkammern. Der in F i g. 1 bis 3 dargestellte Ozonerzeuger hat ein Metallgehäuse 1, in dem Innenelektroden 2 als zylindrische Metallrohre mit dielektrischem Oberzug 3,

ίο z.B. aus Glasemaille, auf ihrer äußeren Oberfläche angeordnet sind. Die Außenelektroden bestehen aus zwei im Gehäuse 1 dicht befestigten Metallplatten, einer oberen 4 und einer unteren 5, welche die Innenelektroden 2 mit einem konstanten Spalt 6 (den Zonen der elektrischen Entladung) umfassen, und bilden parallel angeordnete ozonierende Elemente mit den Achsen 0-O₁.

Zwischen den ozonierenden Elementen, außerhalb des Spaltes 6, bilden die Platten 4 und 5 Kühlkammern 7, in denen zur besseren Wärmeabgabe vom Gas zu den Wänden der Platten 4 und 5 Trennwände 8 befestigt sind.

Die Wände des Gehäuses 1 des Ozonerzeugers und der Platten 4 und 5 bilden Kammern 9 und 10, die

2¹: miteinander mittels Rohren (nicht abgebildet), welche durch die Platten 4 und 5 gehen, hydraulisch verbunden sind. In den Kammern 9 und 10 zirkuliert eine Kühlflüssigkeit, z. B. Wasser, das durch den Stutzen 11 zugeführt und durch den Stutzen 12 abgeführt wird.

Zur Zuführung des Ausgangsgases in den Spalt 6 ist

eine Kollektorkammer 13 mit einem Gaszufuhrstutzen 14 vorgesehen; zur Abführung des ozonierten Gases dient eine Koilektorkammer 15 mit einem Stutzen 16.

Die Innenelektroden 2 sind mittels Überwurfmuttern 17 über die Abdichtungen 18 an die Stutzen 19 und 19a der Kollektoren 20 und 21 für die Zufuhr bzw. Abfuhr der Kühlflüssigkeit in die inneren Hohlräume A der Elektroden 2 angeschlossen. Die innenelektroden 2 sind mittels elastischer Abdichtungsringe 22 in den zentrierenden Flanschen 23 aus dielektrischem Material abgedichtet befestigt, die mit Hilfe von Dichtungen 24 auf den Seitenwänden 25 des Gehäuses 1 fest angeordnet sind. Die Hochspannung wird den Innenelektroden 2 von einem Hochspannungstransformator (nicht abgebildet) über einen stromleitenden Stift 26 zugeführt, der an einem Isolator 27 befestigt ist, welcher auf einem Schutzkasten 28 aus dielektrischem Material, z. B. Vinoplast, angebracht und auf dem Gehäuse 1 fest montiert ist.

Der stromleitende Stift 26 ist mit Hilfe eines biegsamen Leiters 29 elektrisch mit dem Kollektor 21 verbunden, über den wie auch über die Stutzen 19 und 19a und die Mutter 17 die Hochspannung den Innenelektroden 2 zugeführt ist. Die Platten 4 und 5 der Außenelektroden sind über das Gehäuse 1 geerdet

F i g. 3 zeigt zueinander versetzte Trennwände 8a, Sb und 8c in der Kühlkammer 7a, durch die die Wärmeabgabe vom Gas zu der Kühlflüssigkeit verbessert wird.

Der Ozonerzeuger kann ferner eine Einrichtung zur Vermeidung eines Kurzschlusses enthalten, z. B. röhrenförmige Spiralen aus dielektrischem Material (nicht abgebildet), die vor den Stutzen 30 und 31 für die Zu- bzw. Abfuhr der Kühlflüssigkeit montiert werden, wenn also solches Wasser verwendet wird. Die abgewickelte Länge der röhrenförmigen Spiralen wird so ausgewählt, daß der elektrische Wasserwiderstandi zur Vermeidung des Kurzschlusses ausreicht.

Die Richtungen der Gasströmung und der Kuhlflüssigkeit im Ozonerzeuger sind in F i g. 1 und 2 mit Pfeilen gekennzeichnet Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Gasströmung in den ozonierenden Elementen quer zu ihren Achsen O-O\ gerichtet

Der Ozonerzeuger funktioniert folgendermaßen.

Der zu verarbeitende sauerstoffhaltige Gastrom, ζ. Β. Luft, wird ununterbrochen zwangsläufig über den Stutzen 14 für die Zufuhr in den Kollektor 13 geleitet und strömt von dort in den Spalt 6.

Indem das Gas den Spalt 6 durchströmt und die Innenelektrode 2 umfließt, wird es der Einwirkung einer »dunklen« elektrischen Entladung ausgesetzt Die »dunkle« Entladung entsteht in den Spalträumen 6 unter der Einwirkung der Hochspannung zwischen der Innenelektrode 2 mit dielektrischem Überzug 3 und den geerdeten Platten 4 und 5, die die Außenelektrode bilden. Unter der Einwirkung der elektrischen Entladung wandelt sich ein Teil des Sauerstoffs in Ozon um.

Dabei erhitzt sich das Gas, und zur Vermeidung des thermischen Zerfalls des Ozons wird es einer Zwangskühlung durch die Kühlflüssigkeit ausgesetzt, die in den Kammern 9, IO und im Hohlraum A der Innenelektroden 2 zirkuliert

Beim Austritt aus der Entladungszone 6 strömt das Gas über die Kanäle a in die Kammer 7 bzw. 7a, wo es zusätzlich abgekühlt wird, was die thermische Stabilität des entstandenen Ozons sichert Darauf strömt das Gas

ίο über den Kanal a in den Spalt 6 des nächsten ozonierenden Elements ein und durchströmt ferner erneut die Kühlkammer 7 bzw. 7a. Bei mehrfacher aufeinanderfolgender Durchströmung der Spalte 6 und der Kühlkammern 7 bzw. 7a wird die Gastemperatur auf einem optimalen Wert gehalten, wodurch die Ozonausbeute wesentlich erhöht und der thermische Zerfall des Ozons auf ein Minimum herabgesetzt wird. Das ozonierte Gas tritt durch den Kollektor 15 und den Stutzen 16 aus dem Ozonerzeuger aus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Ozonerzeuger mit einem Gehäuse (1), in dem parallel zueinander ozonierende Elemente angeordnet sind, die aus je einer flüssigkeitsgekühlten röhrenförmigen Außen- (4) und Innenelektrode (2) bestehen, die durch einen Spalt (6) voneinander getrennt sind, in dem die elektrische Entladung stattfindet, und Kühlgaszuführ- und -abführeinrichtungen (13, 14; 15, 16) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenelektroden (4, 5) benachbarter ozonierender Elemente miteinander verbunden und zwischen den ozonierenden Elementen zu Gaskühlkammern (7, 7a) geformt sind, und daß die Kühlgaszuführ- und -abführeinrichtungen (13,14; 15,16) so montiert sind, daß das Gas in den ozonierenden Elementen quer zu deren Achse CO-Oi) strömt

2. Ozonerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gaskühlkammern (7) zu den Achsen (O-O\) parallele Trennwände (8) angeordnet sind.

3. Ozonerzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Gaskühlkammern (7a) angeordneten Trennwände (8a, 8b, 8c) versetzt zueinander angeordnet sind.