DE2748912C3

DE2748912C3 - Vorrichtung zur Ozon-Erzeugung

Info

Publication number: DE2748912C3
Application number: DE19772748912
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr. 7551 Iffezheim Haensler
Original assignee: Dr J Haensler 7551 Iffezheim GmbH
Current assignee: Dr J Haensler 7551 Iffezheim GmbH
Priority date: 1977-11-02
Filing date: 1977-11-02
Publication date: 1980-06-26
Also published as: DE2748912B2; DE2748912A1

Description

Die Erfindung betrifft eine röhrenförmige Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon aus Sauerstoff mittels einer stillen Entladung zwischen einer rohrförmigen Außenelektrode und einer konzentrisch in dieser angeordneten zylindrischen Innenelektrode, um deren Umfang herum gleichmäßig verteilt Entladungsspitzen angeordnet sind, wobei das Sauerstoffgas den Ringraum zwischen den beiden Elektroden in axialer Richtung durchströmt.

Einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 2539715) liegt die Aufgabe zugrunde, Ozon industriell mit möglichst großem Wirkungsgrad herzustellen und an Stelle des üblicherweise für die Ozon-Erzeugung verwendeten Wechselstroms, Gleichstrom einzusetzen, wobei die Entladung bei einer Spannung von 20 KV beginnt.

Hierzu dient eine Vorrichtung, bei der zwischen den beiden sich etwa über die ganze Rohrinnenlänge erstreckende Elektroden mindestens eine bipolare elektrisch zu- und ableitungsfreie, den Rohrinnenraum in Entladungskanäle teilende Elektrode angeordnet ist, die über ihre ganze Länge verteilt eine Vielzahl der genannten Entladungsspitzen aufweist, und wobei die Innenelektrode ebenfalls über ihre gesamte Länge mit einer Vielzahl von Entladungsspitzen versehen ist. Die genaue Konzentration des Ozons spielt dabei gegenüber dem Wirkungsgrad nur eine untergeordnete Rolle und kann nur geringfügig variiert werden. Demgegenüber war man bei vor allem für Laboratoriumszwecke verwendeten Oaonerzeugern, zu welchen auch der Erfindungsgegenstand gehört, bestrebt, durch Maßnahmen zur Erzielung eines homogenen elektrischen Feldes und eines störungsfreien, gleichförmigen Durchgangs des zu ozonisierenden Sauerstoffes eine für die Untersuchungen wichtige, stabile Ozonkonzentration zu erhalten, wobei wiederum der is Wirkungsgrad eine untergeordnete Rolle spielte.

Der Erfindung liegt die neue Aufgabe zugrunde, die eingangs geschilderten, röhrenförmigen Ozonerzeuger dahingehend zu verbessern, daß sie unter der üblichen Verwendung von Wechselspannung durch Spannungs- und Gasflußveränderungen bezüglich der Ozonkonzentration in weiten Grenzen gezielt gesteuert werden können, z. B. von Konzentrationen, wie sie in der Atmosphäre vorkommen (um 10"⁶ μg/mI), bis zur Konzentration für die Wasserozonisierung (um μg/ml) oder in medizinischen Geräten (1 bis 100 μg/mI), wobei jedoch die der jeweiligen Einstellung entsprechende Konzentration selbst wieder stabil ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die Entladungsspitzen als in einer gemeinsamen Radialebene sich bis in die Nähe der Außenelektrode erstreckende, langgestreckte, dreieckförmige Lamellen ausgebildet sind, deren kurze Seiten in Richtung des Sauerstoffeintritts weisen, während die J5 langen Seiten in Richtung des Gasstroms zur Innenelektrode abfallen.

Abgesehen davon, daß bei der Erfindung eine zwischen der Außen- und Innenelektrode angeordnete, bipolare, den Innenraum in Entladungskanäle tei- !ende Elektrode nicht erforderlich ist, beginnt durch die besondere Ausbildung der radial zwischen Innen- und Außenelektrode angeordneten Lamellen die Entladung bei der Zündspannung nur an den Spitzen der Lamellen, und dehnt sich mit steigender Spannung zunächst auf die ganzen Lamellen aus, um schließlich auf den zylindrischen Teil der Innenelektrode überzugreifen. Auf diese Weise wird die effektive Röhrenlänge mit steigender Spannung größer, also auch die Grenzkonzentration, was bei den bekannten Röhren wegen der konstanten wirksamen Röhrenlänge nicht möglich war. Da zudem die Ozonkonzentration auch von der Menge des Gasdurchsatzes abhängig ist und mit zunehmendem Gasstrom geringer wird, läßt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine stabile Steuerung der Gaskonzentration in der Größenordnung von acht Zehnerpotenzen oder mehr erreichen. Die Erfindung ist im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es stellt dar

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungs- bo gemäßen Ozonerzeuger mit teilweise geschnittener Innenelektrode,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie H-II in Fig. 1, und

Fig. 3 die Konzentrationskurven einer erfindungs- <>5 gemäßen Vorrichtung bei unterschiedlichen Spannungen und Gasdurchsätze.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Glasrohr 1, auf

dessen äußerer Oberfläche eine Metallschicht die Außenelektrode 2 bildet.

Konzentrisch innerhalb der Außenelektrode 2 ist die Innenelektrode 3 angeordnet, an die sich zylindrische Fortsätze 4 und S anschließen. Gehalten und zentriert wird die Innenelektrode durch Gewindeteile 6 und 7, die gleichzeitig der Zu- und Abfuhr des Sauerstoffgases dienen, über die Stirnflächen des Glasrohres 1 hinausragen und sich in Schlauchnippeln 8 und 9 fortsetzen. Im Inneren des der Gaszufuhr dienenden Schlauchnippels 8 führt eine Zentralbohrung 10 in den äußeren Teil 11 des Fortsatzes 4, in dessen Oberfläche vier von der Zentralbohrung 10 ausgehende Radialhohrungen 12 münden.

In gleicher Weise ist der Gasaustritt auf der Seite des zylindrischen Fortsatzes 5 ausgebildet, wobei eine Zentralbohrung 13 dessen äußeren Teil 14 durchsetzt und über Radialbohrungen 15 in dessen Zylindermantel mündet.

Abschlußscheiben 16 und 17 sind über die Gewindeteile 6 und 7 geschoben und mittels Muttern 18 gegenüber dem Glasrohr 1 verspannt. Dabei dichten Scheibe 19 in Verbindung mit Dichtungen 20 die Abschlußdeckel gegenüber den Gewindeteilen 6 und 7 und Dichtungen 21 die Abschlußdeckel gegenüber dem Glasrohr ab.

Um den Umfang der Innenelektrode 3 herum gleichmäßig verteilt sind bei dem dargestellten Beispiel sechs sich radial in Richtung auf die Außenelektrode 2 erstreckende Lamellen 22 angebracht, die die Form langgestreckter Dreiecke haben und dere;i kurze Seiten 23 in Richtung des durch die RadkJbohrungen 12 eintretenden und den Ringraum zwischen der Außenelektrode 2 und der Innenelektrode 3 in Richtung des Pfeiles C durchströmenden Sauerstoffes weisen und radial bis in die unmittelbare Nähe des Glasrohres 1 und damit der Außenelektrode 2 reichen.

Die in Richtung auf die Innenelektrode 3 abfallenden langen Seiten 24 der Lamellen 22 können geradlinig oder, wie dargestellt, gebogen verlaufen, wodurch sich die in Fig. 3 dargestellten Konzentrationskurven beeinflussen lassen.

Die stromführenden Teile können dabei im Rahmen der Erfindung aus Metall, vorzugsweise aus eloxiertem Aluminium oder rostfreiem Stahl, bestehen.

In Fig. 3 sind die Charakteristiken eines regelbaren Ozonerzeugers der vorbeschriebenen Art in doppelt logarithmischem Maßstab dargestellt, wobei auf der Abszisse der Gasdurchsatz in Litern pro Minute und auf der Ordinate die Gaskonzentration aufgetragen sind und die eingezeichneten Kurven den verschiedenen Werten angelegter Spannungen entsprechen.

Bei der dem Kennlinienfeld nach Fig. 3 zugrundeliegenden Vorrichtung hatte die Innenelektrode 3 einen Zylinderdurchmesser von 34 mm bei einer Lange von 22,5 mm. Der Innendurchmesser des Glasrohres betrug 45 mm, und der Abstand zwischen Innen- und Außenelektrode .(einschließlich der Wandstärke des Glasrohres 1) 6,4 mm. Die Lamellen 22 hatten eine Basislänge (Projektion der langen Seite 24 auf die Innenelektrode) von 15 mm und eine Höhe von 5,5 mm, lagen also praktisch mit ihren Spitzen an der Innenwand des Glasrohres 1 an. Die Materialstärke der sechs Lamellen betrug 0,5 mm.

Die Außenelektrode 1, die Innenelektrode 3 mit ihren anschließenden Teilen 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 14 und die Lamellen 22 bestanden aus eloxiertem Aluminium.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht genau auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt, vielmehr können im Rahmen des durch den Hauptanspruch definierten Schutzbegehrens entsprechende Variationen vorgenommen werden, wobei bereits auf die Möglichkeit, die abfallende lange Seite 24 kurvenförmig auszuführen und damit die Abhängigkeit der Konzentration von der angelegten Spannung zu beeinflussen, erwähnt wurde.

Eine Verringerung der Lamellenzahl würde das Kennlinienfeld nach unten, d. h. in Richtung auf noch geringere Konzentration verschieben, während eine Vermehrung der Lamellen oder auch eine Verlängerung des wirksamen Röhrenteils, also der Länge der

Lamellen und bzw. oder der Innenelektrode 3 das Kennlinienfeld nach oben hin, d. h. in Richtung auf

eine noch größere Konzentration erweitern würde.

Auch eine Änderung des Elektrodenabstandes, der etwa der Höhe der Lamellen 22 bzw. der Länge der Seite 23 entspricht, kann zur Veränderung des Kennlinienfeldes verwendet werden.

	1	Bezugszeichenaufstellung
35	2	Glasrohr
	3	Außenelektrode (Metallschicht)
	4	Innenelektrode
	5	zylindrischer Fortsatz an 3
	6	zylindrischer Fortsatz an 3
40	T I	Gewindeteil
	8	Gewindeteil
	9	Schlauchnippel
	10	Schlauchnippel
	11	Zentralbohrung
45	12	äußerer Teil von 4
	13	Radialbohrung
	14	Zentralbohrung
	15	äußerer Teil von 5
	16	Radialbohrung
50	17	Abschlußdeckel
	18	Abschlußdeckel
	19	Mutter
	20	Scheibe
	21	Dichtung
55	22	Dichtung
	23	Lamellen
	24	kurze Seite von 22
	lange Seite von 22

I licr/u 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1 Röhrenförmige Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon aus Sauerstoff mittels einer stillen Entladung zwischen einer rohrförmigen Außenelektrode und einer konzentrisch in dieser angeordneten zylindrischen Innenelektrode, um deren Umfang herum gleichmäßig verteilt Entladungsspitzen angeordnet sind, wobei das Sauerstoffgas den Ringraum zwischen den beiden Elektroden in axialer Richtung durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsspitzen als in einer gemeinsamen Radialebene sich bis in die Nähe der Außenelektrode (2) erstreckende, langgestreckte, dreieckförmige Lamellen (22) ausgebildet sind, deren kurze Seiten (23) in Richtung des Sauersioffeintritts (10, 12) weisen, während die langen Seiten (24) in Richtung des Gasstroms zur Innenelektrode (3) abfallen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Innenelektrode (3) abfallenden langen Seiten (24) der Lamellen (22) bogenförmig verlaufen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stromführenden Teile, zumindest aber die Innenelektrode (3), aus eloxiertem Aluminium bestehen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich beidseits der Innenelektrode (3) in axialer Richtung zylindrische Fortsätze (4, 5, 11, 14) mit gegenüber der Innenelektrode verminderten Durchmessern und an diese sich Gewindeteile (6, 7) und Schlauchnippel (8, 9) anschließen, wobei die Radialbohrungen (12, 15) in den Teilen (11, 14) münden und mittels der Gewindeteile (6, 7) Anschlußdecke! (16, 17) gegen die Stirnflächen des Glasrohres (1) verspannt und mittels Scheiben (15) und Dichtungen (20,21) sowohl gegenüber den Gewindeteilen (6, 7) als auch dem Glasrohr (1) abgedichtet sind.