DE2656176A1

DE2656176A1 - Ozongenerator zur anreicherung von luft mit ozon

Info

Publication number: DE2656176A1
Application number: DE19762656176
Authority: DE
Inventors: Felix Jakob Hutter
Original assignee: Hutter Apparatebau AG
Current assignee: Hutter Apparatebau AG
Priority date: 1976-01-20
Filing date: 1976-12-10
Publication date: 1977-07-21
Also published as: DE2656176C3; DE2656176B2

Description

Ozongenerator zur Anreicherung von Luft mit Ozon
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ozongenerator zur Anreicherung von Luft mit Ozon, mit durch Glas voneinander getrennten Elektroden.
Es sind verschiedene Ozongeneratoren bekannt, welche zur Anreicherung von Luft mit Ozon dienen. Für deren Verwendung, beispielsweise zur Wasseraufbereitung für Trink- und Badewasser durch Einblasen von mit Ozon angereichexter Luft, sind diese bekannten Ozongeneratoren im allgemeinen aber zu aufwendig und daher zu teuer.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen konstruktiv einfachen Ozongenerator zu schaffen, welcher sich für die vorgenannten Zwecke einsetzen lässt, billig ist und welcher praktisch keiner aufwendigen Wartung bedarf. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass er aus einem doppelwandigen Glasrohr besteht, von dessen Aussenfläche und dessen Innenfläche je mindestens ein Teil elektrisch leitend ist, wobei der eine Teil als Anode und der andere als Kathode vorgesehen ist, um im Hohlraum zwischen Anode und Kathode Ozon zu erzeugen.
Es hat sich gezeigt, dass sich auf den nie absolut staubfreien, nicht leitend ausgebildeten Partien des Glasrohres Kriechströme bilden können, die sich unter anderem entsprechend dem kürzesten Weg entlang den Glaswandungen des Rohres von einer Elektrode zur anderen entwickeln können, was zu Kurzschlüssen und Ausfall der Hochspannungsanlage führt. Um dies zu verhindern zeichnet sich eine Weiterentwicklung des Ozongenerators dadurch aus, dass der Innenraum des Glasrohres mindestens teilweise als Behälter für ein flüssiges Isolationsmedium ausgebildet ist.
Der Erfindungsgegenstand wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert. Es zeigen: n w Fig. 1 einen Medianschnitt durch einen Ozongenerator, Fig. 2 einen Medianschnitt durch einen Ozongenerator mit als Behälter ausgebildetem Innenraum, wobei der Behälter zusammen mit dem Ozongenerator einteilig ausgebildet ist, Fig. 3 einen Medianschnitt durch einen Ozongenerator mit als Behälter ausgebildetem Innenraum, wobei der Behälter ein separates unteres Abschlussstück aufweist, Fig. 4 einen Medianschnitt durch einen Ozongenerator mit unterteiltem Innenraum, Fig. 5 einen Medianschnitt durch einen oberen Teil eines Ozongenerators mit separatem oberem Abschlussstück und Kontaktfeder.
Ein doppelwandiges Glasrohr 1 schliesst, zwischen seiner Doppelwandung einen Hohlraum 3 ein. Dieser ist oben durch einen Stutzen 5 und unten durch einen Stutzen 6 mit dem Aussenraum verbunden. Ein Teil 8 der Aussenfläche des doppelwandigen Glasrohres 1 ist elektrisch leitend ausgebildet, ebenso ein entsprechender Teil 12 der Innenfläche des doppelwandigen Glasrohres 1. Diese leitenden Schichten können beispielsweise als Aluminiumfolien-Ueberzüge oder als metallisierte Kunststoffanstriche ausgebildet oder aber metallaufgedampft sein. Es ist selbstverständlich möglich, diese Schichten als andere Metalle umfassende Schichten auszubilden.
Vorzugsweise wird die Innenschicht als Anode und die Aussenschicht als Kathode an eine elektrische Hochspannungsquelle angeschlossen (nicht dargestellt). Im Betrieb bilden sich zwischen der Innenschicht 12 und der Aussenschicht 8 Lichtbogen, welche im Hohlraum 3 Ozon erzeugen, das, weil schwerer als Luft, nach unten sinkt und am Stutzen 6 als Ozon-Luftgemisch entnommen werden kann. Die Luftzufuhr erfolgt von oben durch den Stutzen 5.
Somit ist es möglich, im Hohlraum des doppelwandigen Rohres, der zum Beispiel im Querschnitt 5 mm breit ist, mit den darin entstehenden Lichtbogen Ozon zu erzeugen. Wenn nötig, kann dieser Hohlraum 3 mit einem Lösungsmittel gespült werden, ohne dass dabei die leitenden Flächen resp. Elektroden chemisch oder mechanisch verletzt werden könnten. Das Glasrohr 1 ist vorzugsweise für Ueberdruck sowie Unterdruck dimensioniert.
Der Wert der Hochspannung, welcher zwischen Kathode und Anode angeschlossen wird, um zwischen den Elektroden Lichtbogen zu erzeugen, beträgt im vorliegenden Beispiel ca. 20kV. Die Lichtbogen erzeugen auf bekannte Weise Ozon (Trisauerstoff 03).
Der Sachverhalt, dass das Ozon schwerer ist als die Umgebungsluft, wird dahingehend ausgenützt, dass ohne zusätzliche Mittel eine Zirkulation im Hohlraum 3 entsteht, da wie erwähnt, das Ozon nach unten sinkt und dem Stutzen 6 als Ozon-Luftgemisch entnommen werden kann, wobei Frischluft durch den Stutzen 5 nachströmt. Diese Anordnung ermöglicht es auch, sich eventuell ansammelnde Feuchtigkeit auszublasen oder abzusaugen. Damit wird die Anlage feuchtigkettsunempfindlich.
Gemäss dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2, in welcher für entsprechende Teile die gleichen Positionszeichen wie in Fig. 1 gewählt worden sind, ist am unteren Rand des Glasrohres 1 der Innenraum 15 des Glasrohres 1 durch ein Abschlussstück 17 nach unten abgeschlossen. Das Abschlussstück 17 weist eine zum Glasrohr 1 koaxiale Glockenform auf, und ist mit seinem unteren Rand mit dem Glasrohr 1 dichtend verbunden. Der Innenraum des glockenförmigen Abschlussteils 17 ist nach unten geöffnet, so dass ein glockenhalsförmiger koaxialer Stutzen 19 des Abschlussteils 17 in den Innenraum des Glasrohres 1 zu liegen kommt. Der Stutzen 19 weist eine koaxiale Oeffnung 20 auf, wodurch der Innenraum 15 des Glasrohres 1 nach unten mit dem Aussenraum verbunden ist. Das Abschlussteil 17 ist gemäss Fig. 1 vorzugsweise ebenfalls aus Glas ausgebildet und mit dem Glasrohr verschmolzen und bildet somit mit letzterem ein einteiliges Ganzes.
Ein flüssiges Isolationsmedium, vorzugsweise Oel, wird von oben in den Innenraum 15 des Glasrohres 1 eingegossen und kommt zwischen der äusseren Glockenfläche des Abschlussteils 17 und der Innenwand des Glasrohres 1 zu liegen.
Durch den Stutzen 19 und dessen Oeffnung 20 wird sichergestellt, dass das Kühlmittel nur bis zu einem gewissen Füllstand aufgefüllt werden kann, da der Stutzen 19 von besagtem Füllstand an als Ablauf dient. Somit werden die unteren Partien des Glasrohres so durch das Isolationsmedium benetzt, dass sich dort keine Kriechströme entwickeln können und trotzdem von oben her eine genügende Kühlluftzirkulation im Innenraum gewährleistet ist.
In Fig. 3 entsprechen die Positionszeichen den gleichausgebildeten Stücken gemäss Fig. 1 und Fig. 2. Der Abschlussteil 17, in Fig. 2 einteilig mit dem Glasrohr 1 ausgebildet, beispielsweise verschmolzen, ist in Fig. 3 als selbständiges Stück 21 ausgebildet. Bei gleicher Form wie das Abschlussstück 17 von Fige 2 ist es am unteren Rand des Glasrohres 1 beispielsweise über einen Flansch 23 befestigt, der mit dem Glasrohr z.B. verleimt oder verkittet ist. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, das Abschlussstück 21 beispielsweise huber Spanner (nicht dargestel:lt) lösbar am Glasrohr dichtend zu befestigen, wodurch ermöglicht wird, dass der Innenraum 15 umständelos gereinigt werden kann.
Die Stutzenöffnung 20, wie in Fig. 2 so auch in Fig. 3 vorgesehen, dient nicht nur der Sicherstellung eines Maximal-Isolations-Mediumsstandes, sondern erleichtert auch die KUhlluft-Durchflutung des Innenraumes 15.
Es versteht sich von selbst, dass der Innenraum des Glasrohres 1 auch beidseitig, d.h oben und unten abgeschlossen sein kann, beispielsweise auch ohne Oeffnung im untern Abschlussstück, wobei in diesem Fall ein oberer Abschlussteil mit einer Einfüllöffnung versehen sein muss, um das Isolationsmedium einzufüllen und wobei diese Oeffnung im Betrieb wiederum eine Kühlluft-Zirkulation im Innenraum~zulAsst.
Den Erfordernissen entsprechend kann es auch vorteilhaft sein, auch die oberen, nicht metallisierten Partien des Glasrohres 1 zu isolieren. Dies ist in Fig. 4 dargestellt.
Oberhalb der leitend beschichteten Zonen, entsprechend 8,12, ist d-er Innenraum 15 des Glasrohres durch einen zur Glasrohrachse vorzugsweise senkrechten Unterteilungsboden 25 in einen oberen und einen unteren Teil getrennt. Der Unterteilungsboden 25 weist einen koaxial angeordneten, nach oben ragenden Stutzen 27 auf, der sowohl als Einfüllstutzen zur Einfüllung des Isolationsmediums in den unteren Teil des Innenraumes 15 dient, als auch dessen Belüftung und zudem als Füllstandsbegrenzer für das in den oberen Teil des Innenraumes eingefüllte Isolationsmedium dient. Um zu verhindern, dass das Isolationsmedium aus dem oberen Teil des Innenraumes 15 verschüttet werden kann, kann ein Abschlussdeckel 29 vorgesehen sein, der, entsprechend der Oeffnung des Stutzens 27, eine koaxiale Oeffnung 31 aufweist sowie, exzentrisch angeordnet, mindestens eine Einfüllöffnung 33 zum Einfüllen des Isolsionsmediums in den oberen Innenraumteil.
In Fig. 5 ist ein oberer Teil des Ozongenerators dargestellt, wobei wiederum für entsprechende Teile die Positionszeichen vorheriger Figuren übernommen sind. Im Gegensatz zu dem in Figur 4 aufgezeigten Ausführungsbeispiel ist der Innenraum 15 des Glasrohres 1 durch einen separaten, oberen Abschlussteil 30 abgeschlossen. Dieser Abschlussteil 30 weist einen Auflagekragen 32 auf sowie eine ringförmige Vertiefung 34 und wird so in das Glasrohr 1 eingeführt, dass der Kragen 32 an dessen oberem Rand aufliegt, und der ringförmige Innenraum 34 in den Glasrohr-Innenraum 15 einragt. Dadurch entsteht die zu Fig. 4 analoge Konstruktion, wobei dadurch, dass das Abschlussteil 30 bezüglich des Glasrohres 1 separat ausgebildet ist, eine wesentlich leichtere Herstellungstechnik erforderlich ist als beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4, wo das durch den Unterteilungsboden 25 gebildete obere Abschlussteil mit dem Glasrohr einteilig ausgebildet ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der elektrisch leitenden Schichten 12 und 8 besteht, entsprechend Fig. 5, darin, dass die äussere Schicht 8 als Drahtwicklung, vorzugsweise aus Aluminiumdraht, verwirklicht ist und dass die innere Schicht 12 durch eine eingelegte Folie, beispielsweise eine Aluminiumfolie, realisiert ist. Durch diese Technik wird der Aufwand, welcher für feste Beschichtungen, beispielsweise bedampfte Schichten, betrieben werden muss, ganz erheblich reduziert. Um zu verhindern, dass sich zwischen der als Folie ausgebildeten Innenschicht 12 und der Innenwand des Glasrohres 1 Lufträume bilden, die zu Störentladungen führen würden, wird besagte Folie durch eine Spiralfeder 36 an die Glaswand gepresst, wobei diese Feder vorzugsweise aus Chromnickelstahl besteht. Die Feder 36 wirkt gleichzeitig als elektrisches Kontaktierungselement für die Folie. Zu diesem Zweck ist das eine, obere Ende der Spiralfeder 36 durch den, wie in Fig. 4 so auch in Fig. 5, vorgesehenen Stutzen mit seiner koaxialen Oeffnung 31 nach aussen geführt und erleichtert somit diese Kontaktierung wesentlich. Die Kontaktierung der äusseren Schicht 8 kann, im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5, beispielsweise durch eine Klemmbride (nicht dargestellt) bewerkstelligt werden. Es versteht sich von selbst, dass -wahlweise die aufgeführten Varianten für das untere Abschlussteil mit den aufgeführten Varianten für das obere Abschlussteil wahlweise kombiniert werden können, wobei bei jeder Variante die elektrisch leitenden Schichten gemäss der Ausführung von Fig. 5 ausgebildet sein können.
Durch die teilweise Ausbildung des Innenraumes 15 des Glasrohres 1 als Isolationsmediums-Behälter wird verhindert, dass sich Kurzschluss bewirkende Kriechströme bilden können.
Der Isolationsmediumsstand wird dazu unten bis in die Gegend der metallisierten Partien, oben von diesen an bis zum oberen Rand des Glasrohres gewählt. Selbstverständlich genügen auch tiefere Mediumsstände, jedoch wird die Sicherheit durch Vergrösserung der benetzten Flächen zwischen den Elektroden heraufgesetzt, Die Stutzen 5 und 6, in den als Beispiel aufgeführten Figuren nach oben abgewinkelt gezeigt, können selbstverständlich auch nicht abgewinkelt sein, wiedies gestrichelt angedeutet ist.
Es kann auch von Vorteil sein, insbesondere den Stutzen 6 nicht nach oben abgewinkelt, sondern nach unten abgewinkelt auszubilden, um das Ausfliessen des Ozonluftgemisches zu erleichtern.

Claims

Patentansprüche öl Ozongenerator zur Anreicherung von Luft mit Ozon, mit durch Glas voneinander getrennten Elektroden, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem doppelwandigen Glasrohr besteht, von dessen Aussenfläche und dessen Innenfläche je mindestens ein Teil elektrisch leitend ist, wobei der eine Teil als Anode und der andere als Kathode vorgesehen ist, um im Hohlraum zwischen Anode und Kathode Ozon zu erzeugen.
2. Ozongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche als Anode und die Aussenfläche als Kathode dient.
3. Ozongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden Teile aus einer Metallfolie und/oder einem metallisierten Anstrich, z.B. einem metallisierten Kunststoffanstrich, gebildet sind.
4. Ozongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden Enden des doppelwandigen Glasrohres je ein Anschluss zum Hohlraum im Rohr führt, um im Betrieb durch einen oberen Anschluss Luft einzuführen und durch einen unteren Anschluss ein Ozon-Luftgemisch abzuführen bzw. zum Reinigen und Entfeuchten Luft durchzublasen, wobei die Anschlüsse vorzugsweise Anschlussstutzen umfassen.
5. Ozongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, z.B. koaxial angeordnete Glasrohre hintereinander geschaltet sind.
6. Ozongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum des Glasrohres mindestens teilweise als Behälter für ein flüssiges Isolationsmedium ausgebildet ist.
7. Ozongenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erster Abschlussteil (17, 21) ausserhalb des Elektrodenbereiches den Innenraum (15) des Glasrohres (1) nach aussen abschliesst, um mit der Glasrohrinnenwandung eine mindestens einseitig abgeschlossene Büchse zur Aufnahme des Mediums zu bilden.
8. Ozongenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschlussteil (17, 21) mindestens einen in den Innenraum (15) des Glasrohres ragenden Stutzen (.19) aufweist, zur Begrenzung des Isolations-Mediums-Füllstandes, vorzugsweise auf eine Füllhöhe, entsprechend den, bezüglich der Glasrohraxialausdehnung , gleichseitig gelegenen Randpartien der Elektroden (8, 12) und zur Verbesserung einer Kühlluftzirkulation im Glasrohr-Innenraum (15).
9. Ozongenerator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschlussteil (17, 21) glockenförmig ausgebildet ist und mit einem glockenhalsförmigen Stutzen (19), in den Innenraum (15) ragend, versehen ist.
10. Ozongenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschlussteil (17) aus Glas gefertigt ist und mit dem Glasrohr (1) ein einteiliges Ganzes bildet, beispielsweise mit diesem verschmolzen ist.
11. Ozongenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass. der Abschlussteil (21) ein separater Teil ist und mit dem Glasrohr verbindbar, beispielsweise verleimbar oder verkittbar ist.
12. Ozongenerator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Halterungsmittel vorgesehen sind, um den Abschlussteil lösbar dichtend am Glasrohr (1) zu befestigen.
13. Ozongenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (15) unterkanrmert ist.
14 Ozongenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum U5) des Glasrohres (1) durch einen Abschlussteil (17, 21) auf der einen Seite gegen aussen mindestens teilweise abgeschlossen ist, und dass vorzugsweise im Bereich der dem Abschlussteil entgegengesetzt liegenden Randzonen der Elektroden (8, 12) eine Trennwand (25) vorgesehen ist, um den Innenraum (15) in eine äussere und eine innere, den Elektrodenbereich mitumfassende, Kammer zu trennen.
15. Ozongenerator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (25) mindestens einen, nach aussen geöffneten Stutzen (27) umfasst, und dass dieser Stutzen von der Trennwand aus mindestens teilweise in die äussere Kammer ragt, um als EinfUll- und Belüftungsstutzen für die innere Kammer zu dienen
16. Ozongenerator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Kammer durch ein Deckelstgsk (29) nach aussen abschliessbar ausgebildet ist.
17. Ozongenerator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere Kammer durch ein Deckelstück (29) nach aussen abgeschlossen ist, und dass das Deckelstück (29) eine Oeffnung (31) für den Stutzen (27) sowie mindestens eine Einfüllöffnung (33) für die äussere Kammer aufweist.
18. Ozongenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmedium Oel ist.
19. Ozongenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (8, 12) auf das Glasrohr (1) aufgedampfte Metallschichten umfassen,
20. Ozongenerator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, das an beiden Enden des doppelwandigen Glasrohres (1) mindestens je ein Stutzen (5, 6) den Hohlraum (3) des Glasrohres (1) mit der Aussenumgebung verbindet, wobei mindestens der eine Stutzen (6) bezüglich der Rohrachse mindestens teilweise schiefwinklig abgewinkelt ist, um ein Abfliessen eines im Hohlraum (3) entstehenden Ozon-Luftgemisches zu erleichtern.
21. Ozongenerator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand durch eine, in das Glasrohr einlegbare, Abschlussbüchse (30) gebildet ist.
22. Ozongenerator nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschlussbüchse einen Auflagekragen (32) entlang mindestens von Teilen ihrer äusseren Wandung umfasst, um die Büchse in eingeführtem Zustand auf dem Glasrohr (1) abzustützen.
23. Ozongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitende Teil der Glasrohr-Aussenfläche durch eine Drahtwicklung, vorzugsweise eine Aluminiumdrahtwicklung, gebildet ist.
24. Ozongenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitende Teil der Glasrohr-Innenfläche durch eine eingelegte Folie, vorzugsweise eine Aluminiumfolie, gebildet ist,
25. Ozongenerator nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine zum Glasrohr (1) koaxial angeordnete Spiralfeder (36) vorgesehen ist, um die Folie an die Glasrohr-Innenwand zu pressen und dass diese Spiralfeder, vorzugsweise aus Chromnickelstahl, zudem als elektrisches Kontaktmittel für die Folie dient.
26. Ozongenerator nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie durch Federmittel an die Glasrohr-Innenfläche gepresst wird.