DE2656176C3

DE2656176C3 - Röhrenozonisator

Info

Publication number: DE2656176C3
Application number: DE19762656176
Authority: DE
Inventors: Felix Jakob Altstaetten Hutter (Schweiz)
Original assignee: HUTTER APPARATEBAU AG ALTSTAETTEN (SCHWEIZ)
Current assignee: HUTTER APPARATEBAU AG ALTSTAETTEN (SCHWEIZ)
Priority date: 1976-01-20
Filing date: 1976-12-10
Publication date: 1980-07-24
Also published as: DE2656176B2; DE2656176A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Röhrenozonisator von der im Obcrbebriff des Anspruchs I angegebenen Gattung.

Röhrenozonisatoren dieser Art, bei denen jedoch der Entladungsraum auf einer Seite von Metall begrenzt ist, sind aus US-PS 36 71 417 sowie aus DE-OS 19 22 349 bekannt. Bei diesen Röhrenozonisatoren sind die den Entladungsraum begrenzenden, konzentrischen Röhren mittels entsprechend geformter Abdichtungssiopfen bzw. Endkappen gehalten, gegeneinander zentriert und abgedichtet. Der Röhrenozonisator besteht daher aus einer Vielzahl von Teilen, deren Zusammenbau unter Beachtung der Forderung nach einwandfreier Zentrierung, absoluter Staubfreihaltung des Entladungsraumes und guter Abdichtung kompliziert und aufwendig ist. Außerdem kann das Auftreten von Kriechströmen um die Enden der Röhren herum nicht mit Sicherheit verhindert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen billig herzustellenden und im Aufbau besonders einfachen sowie störungsfrei arbeitenden und wartungsarmen Röhrenozonisator der genannten Art zu schaffen, bei dem auch das Problem der Krjechströme gelöst ist.

Die Lösung der Aufgabe wird mit den kennzeichnen-■t den Merkmalen des Anspruchs I erreicht. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß ein einfach herzustellendes doppelwandig« Glasrohr den

ίο Stützkörper für die Elektroden bildet, wodurch sowohl eine einwandfreie Abdichtung als auch eine absolute Metallionenfreiheit des Entladungsraumes gewährleistet wird und andereiseits die Zahl der zu montierenden Bestandteile des Ozonisators stark verringert ieL Durch d^:e einteilige Verbindung der beiden Glaswände durch Verschmelzung zusammen mit der Ausbildung eines nach innen vorspringenden Abschlußteiles wird auch die Gefahr von Kriechströmen wesentlich herabgesetzt.

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand

2" der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1—3 zeigen Axialschnitte durch verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Röhrenozonisators.

F i g. 4 zeigt einen Axialschnitt durch den oberen Teil

^ eines Ozonisators mit separatem oberen Abschlußstück und Kontaktfeder.

Ein doppelwandigts 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 S 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

J-> beispielsweise als Aluminiumfolien-Überzüge 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 möglicfi, im Hohlraum des doppelwandi-

ί° gen 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 Überdruck sowie Unterdruck dimensioniert.

Der Wert der Hochspannung, welcher zwischen Kathode und Anode angeschlossen wird, um zwischen

^M» den Elektroden Lichtbogen zu erzeugen, beträgt im vorliegenden Beispiel ca. 20 kV. Die Lichtbogen erzeugen auf bekannte Weise Ozon (Trisauerstoff 03). Der Sachverhalt, daß das Ozon schwerer ist als die Umgebungsluft, wird dahingehend ausgenützt, daß ohne

^s> 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. Pamit wird die Anlage feuchtigkeitsunempfindlich.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig, 1 ist am unteren Rand des Glasrohres J 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 I 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 Öffnung 20 auf, wodurch der Innenraum 15 des Glasrohres 1 nach unten mit dem Außenraum verbunden ist Das Abschlußteil 17 ist vorzugsweise ebenfalls aus Glas ausgebildet und mit dem Glasrohr verschmolzen und bildet somit mit letzterem ein einteiliges Ganzes.

Ein flüssiges Isolationsmediurn, vorzugsweise Öl, wird von oben in den Innenraum 15 des Glasr.-j.hres 1 eingegossen und kommt zwischen der äußeren Glokkenfläche des Abschlußteils 17 und der Innenwand des Glasrohres 1 zu liegen. Durch den Stutzen 19 und dessen öffnung 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 Gla?rohres 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 F i g. 2 entsprechen die Positionszeichen den gleichausgebildeten Stücken gemäß Fig. 1. Der Abschlußteil 17, in Fig. I einteilig mit dem Glasrohr 1 ausgebildet, beispielsweise verschmolzen, ist in Fig. 2 als selbständiges Stück 21 ausgebildet. Bei gleicher Form wie das Abschlußstück 17 von Fig. 1 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 über Spanner (nicht dargestelli) lösbar am Glasrohr dichtend zu befestigen, wodurch ermöglicht wird, daß der Innenraum 15 umständelos gereinigt werden kann.

Die Stutzenöffnung 20 dient nicht nur der Sicherstellung eines Maximal-Isolations-Mediumsstandes, sondern erleichtert auch die Kühlluft-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 öffnung im unteren Abschlußstück, wobei in diesem Fall ein oberer Abschlußteii mit einer Einfüllöffnung versehen sein muß, um das Isolationsmedium einfüllen zu können und wobei diese öffnung im Betrieb wiederum eine Kühlluft-Zirkulation im (nnenraum zuläßt.

Den Erfordernissen entsprechend kann es auch vorteilhaft sein, auch die oberen, nicht metallisierten Partien des Glasrohres 1 zu isolieren. Dies ist in F i g. 3 dargestellt.

Oberhalb der leitend beschichteten Zonen, entsprechend 8, 12, ist der ln;ienraum 15 des Glasrohres durch einen zur Giasrohrachse vorzugsweise senkrechten Unterteilungsboden 25 ii, 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 tfes 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 Isolationsmediuni 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 öffnung des Stutzens 27, eine koaxiale öffnung 31 aufweist, sowie, exzentrisch angeordnet, mindestens eine Einfüllöffnung 33 zum Einfüllen des Isolationsmediums in den oberen Innenraumteil.

In Fig.4 ist ein oberer Teil des Oszongenerators dargestellt, wobei wiederum für entsprechende Teile die Positionszeichen vorheriger Figuren übernommen sind. Im Gegensatz zu dem in F i g. 3 aufgezeigten Ausführungsbeispiel ist der Innenraum 15 des Glasrohres 1 durch einen separaten, oberen AbscVußteil 30 abgeschlossen. Dieser Abschitißtei! 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.3 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. 3, 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.4 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, .'-etrieben 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.3 so auch in Fig.4 vorgesehenen Stutzen mil seiner koaxialen Öffnung 31 nach außen geführt und erleichtert somit diese Kontaktierung wesentlich. Die Kontaktierung der äußeren Schicht 8 kann, im Ausführungsbeispiei gemäß F i g. 4, 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 gempß der Ausführung von F i g. 4 ausgebildet sein kc nr.en.

Durch die teilweise Ausbildung des Innenraumes 15 des Glasrohres 1 als Isolationsmediums-Behälter wird verhindert, daß sich Kurzschluß bewirkende Kricchströme bilden können.

Der Isolationsmediumsstand wird dazu unten bis in die Gegend der metallisierten Partien, oben von diesen

an bis zinn 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, wie dies gestrichelt angedeutet ist. Es kann auch von Vorteil sein, insbesondere den Stutzen 6 nicht narh oben abgewinkelt, sondern nach unten abgewinkelt auszubilden, um das Ausfließen des Ozonluftgemisches zu erleichtern.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Röhrenozonisator mit einem im Querschnitt kreisringförmigen Entladungsraum zwischen zwei konzentrischen Glasröhren, die an ihren Enden gasdicht miteinander verbunden und mit Zu- und Ableitungsanschlüssen zum Entladungsraum versehen sind, und von denen die innere Glasröhre an ihrer Innenfläche die Innenelektrode und die äußere Glasröhre an ihrer Außenfläche die Außenelektrode trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasröhren an ihren Enden zur Bildung eines einteiligen doppelwandigen Glasrohres (1) miteinander verschmolzen sind und daß im Bereich mindestens eines Endes des Glasrohres (1) ein nach innen vorspringender Abschlußteil (17,21) ausgebildet ist.

2. Ozonisator nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Glasrohres mindestens idlweise als Behälter für flüssiges Isolationsmerifiim ausgebildet ist.

3. Ozonisator nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußteil (17, 21) glockenförmig ausgebildet und mit einem glockenhalsförmigen Stutzen (19) in den Innenraum (15) ragend versehen ist.

4. Ozonisator nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußteil (17) aus Glas gefertigt und mit dem Glasrohr (1) verschmolzen ist.

5. Ozonisator nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des dem Abschlußteil (17, 21) entgegengesetzt liegenden Endes des Gltsrohres (Y) eine nach innen vorspringende Trennwand (25) ini*. einem nach außen geöffneten Einfüll- und Bclüf. ingsstutzen (27) vorgesehen ist.

6. Ozonisator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenelektrode (8) als eine Draht wicklung ausgebildet ist.

7. Ozonisator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenelektrode (12) als Folie ausgebildet und durch eine zum Glasrohr (1) koaxial angeordnete Spiralfeder (36) an die Innenwand der inneren Glasrohre angepreßt ist.