DE29717167U1 - Ozone generator - Google Patents
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Description
DIE KONSTRUKTION DES McbuLCÄONyäJ-QRS.'b^ftföitOR- IIITHE CONSTRUCTION OF THE McbuLCÄONyäJ-QRS.'b^ftföitOR- III
Ozongeneratoren, die auf dem Prinzip der Sauerstoffumwandlung in Ozon in der Barrierenglimmentladung basieren, sind gut bekannt und finden in vielen Bereichen der Industrie, der Landwirtschaft, Wissenschaft und Technik sowie im Umweltschutzbereich eine breite Anwendung.Ozone generators based on the principle of oxygen conversion into ozone in the barrier glow discharge are well known and are widely used in many areas of industry, agriculture, science and technology, and environmental protection.
Die Ergebnisse der letzten Jahre ermöglichen die Herstellung von handlichen und leistungsstarken Ozongeneratoren mit hohen Werten der spezifischen Charakteristika. So zeichnen sich z.B. die Ozongeneratoren der Fa. „Wedeco" durch die volumenöse Geräteleistung von 700 - 2000 g O^/Kubikmeter und 800 - 2000 g O^/Quadratmeter mit der Oberfläche, die das Gerät besetzt. Dabei erreicht die Ozonkonzentratioa im Sauerstof£am Ausgang 80 - 290 g (^/Kubikmeter.The results of recent years have made it possible to produce handy and powerful ozone generators with high values of specific characteristics. For example, the ozone generators from "Wedeco" are characterized by the volumetric device output of 700 - 2000 g O^/cubic meter and 800 - 2000 g O^/square meter with the surface area occupied by the device. The ozone concentration in the oxygen at the outlet reaches 80 - 290 g (^/cubic meter.
Noch effizienter zeigen sich die Ozongeneratoren, die entsprechend dem Gebrauchsmuster Nr. 29706104.6 ausgeführt wurden. Spezifische Werte hierfür betragen für volumenöse Geräteleistung 3000 - 10000 g O5/Kubikmeter und für die in Anspruch genommene Fußbodenfläche 6000 - 10000g CyQuadratmeter Zugleich stellen die existierenden Ozongeneratoren durchaus komplizierte Einrichtungen vor, die Glas /oder Keramik/ für die Schaffung der Barrierenentladung sowie die Vorrichtungen für die Elektrodenkühlung enthalten, die eine großangelegte Serienproduktion, z.B. mit Hilfe von robotorisierten Montagefließbändern praktisch unmöglich machen.Nur die Ozongeneratoren, die entsprechend dem Gebrauchsmuster Nr. 297 06 104.6 ausgeführt wurden, deren Barrierenisolation anhand einer dielektrischen Flüssigkeit zustande kommt, die gleichzeitig der Elektrodenkühlung dient, eröffnen die Möglichkeiten zur Entwicklung einer solchen Konstruktion, die das Verfahren für eine automatische Fließbandmontage sowie die Herstellung von optimalen Modulkonstruktionen, aus denen sich die Ozongeneratoren mit vorgegebenen Charakteristika montieren lassen, ermöglichen würde. Ziel der angebotenen Erfindung ist dasEven more efficient are the ozone generators designed according to utility model no. 29706104.6. Specific values for this are 3000 - 10000 g O 5 /cubic meter for the volumetric output of the device and 6000 - 10000 g Cy square meter for the floor area used. At the same time, the existing ozone generators represent quite complicated devices that contain glass (or ceramics) for creating the barrier discharge and devices for cooling the electrodes, which make large-scale serial production, e.g. with the help of robotic assembly lines, practically impossible. Only the ozone generators designed according to the utility model No. 297 06 104.6, whose barrier insulation is created using a dielectric liquid that simultaneously serves to cool the electrodes, open up the possibility of developing such a design that would enable the process for automatic assembly line assembly and the production of optimal module designs from which the ozone generators with predetermined characteristics can be assembled. The aim of the proposed invention is to
die Konstruktion des Modulozongenerators „Ozonisator - III", die die Aufgabe einer Massenproduktion von Ozongeneratoren durch industrielle Methoden lösen.the design of the modulozone generator "Ozonizer - III", which solves the task of mass production of ozone generators by industrial methods.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Sie zeigen: Abb. I,A. Querschnitt eines Moduls mit der Leistung von 200 - 300 g O^/h, das mit Sauerstoff bei 3 kHz funktioniert. Abgebildet ist eine Modulhälfte- -symmetrisch um die Achse I-I.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. They show: Fig. I,A. Cross-section of a module with an output of 200 - 300 g O^/h, which operates with oxygen at 3 kHz. One half of the module is shown - symmetrical about the axis I-I.
Abb.l,B. Querschnitt eines Moduls. Ansicht nach Pfeil E,/Abb. LA./.Fig.l,B. Cross section of a module. View according to arrow E,/Fig. LA./.
Abb.LC. Querschnitt eines Moduls. Ansicht nach Pfeil E /Abb. LB-/-Fig.LC. Cross section of a module. View according to arrow E /Fig. LB-/-
-2-Abb.
2 Schematische Zeichnung eines aus 5 Modulen montierten Ozongenerators mit-2-Fig.
2 Schematic drawing of an ozone generator assembled from 5 modules with
der Leistungsfähigkeit von 1-1,2 kg O /h.the capacity of 1-1.2 kg O /h.
Auf der Abb. 1,A hat das aus leichten niedrigschmelzenden Gußmetallen z.B. aus Alu-Legierungen bestehendes Gehäuse IM zwei innere Angüsse mit Gewinde und Schrauben/14/, anhand derer ein aus Dielektrikum ausgeführtes /durch Pressen oder Gießen hergestelles/ Plastikkorb /2/ befestigt wird. Dieses Korb enthält einen Behälter /3/, der durch Stanzverfahren aus einem Bimetallblech (innen Kupfer und außen Niro) oder einem massiven Metallblech hergestellt wird, das gegenüber der Einwirkung des Ozon-Sauerstoff (oder Ozon-Luft)-Mediums in der Glimmentladung beständig ist.In diesem Behälter wird eine Hochspannungselektrode IAI positioniert, die auf den Isolatoren /5/ aufgestellt ist. Mit der Elektrode /4/ ist der stromleitender Stift /6/ des Durchgangsisolators 111 verbunden. In der Deckel /8/ des Korbes /3/, die aus einer Alu-Legierung ausgeführt wird, gibt es zwei Röhren, durch die die dielektrische Flüssigkeit zu -und abgeführt wird /Pfeil ,JvI"/. Der hermetische Behälterabschluß /3/ wird durch die Schrauben 191 und die gegenüber der dielektrischen Flüssigkeit beständigen Dichtung /10/ sichergestellt. Zu diesem Zweck sind im Behälter 121 zwei Einsatzmutter eingepreßt /11/. Auf dem Boden des Behälters IM ist anhand eines gut wärmeleitenden Klebstoffes (oder durch Löten sowie durch anderes Verfahren, das für guten Wärmekontakt und mechanische Festigkeit sorgt) befestigte Platte /12/ mit der Dicke „a" angebracht, die aus einem Material ausgeführt ist, das über eine gute elektrische Leitfähigkeit in der perpendikularer Richtung zur Plattenoberfläche und über eine niedrige Leitfähigkeit /isolator/ in allen anderen Richtungen verfügt, die parallel der Platte verlaufen. Der Schlitz „b" zwischen der Platte und dem Behälterboden /3/, in dem die Glimmentlöadung entsteht, wird mit der Dichtung /13/ versehen, die aus einem ozonbeständigen Material, z.B. Teflon hergestellt wird Das Korb 121 verfügt über den Stutzen /15/, durch den man Sauerstoff/luft durch Öffnungen /20/ (sieh Abb. 1,B) in den Schlitz zwischen der Platte /12/ und dem Behälterboden /3/ zuführt. Das Kühlwasser wird den Stutzen /16/ des Gehäuses IM von der Seite des Ausgangsstutzens /15/ zugeführt, aus dem die Mischung Ozon-Sauerstoff oder Ozon-Luft dem Verbraucher zugeführt wird. Der Austritt des Kühlwassers erfolgt durch den Stutzen /16/ entsprechend dem Pfeil ,,K". Die Deckel des Gehäuses IM wird anhand der Schrauben /111 befestigt und der hermetische Abschluß wird durch die Dichtung /18/ gewährleistet. Der Ozongeneraior funktioniert wie folgt: Die gereinigte und getrocknete Luft oder der Sauerstoff geraten in den Stutzen /16/ und weiter durch die Öffnungen /20/ in der Schlitz „b".Durch die Einschaltung der Hochspannung an der Elektrode/4/ wird durch die-vom Kondensator ( aus den Platten 23 und 24 ) erzeugte elektrische Kapazität und durch die dielektrische Flüssigkeit (sieh Abb. I,C.) am Boden des Behälters /3/ hohes Potenzial erzeogt. Da das Gehäuse IM geerdet ist und über ein Nullpotenzial verfugt, entsteht im Schlitz das elektrische Feld, das darin die Glimmentladung iniziiert und somit zur Ozonbildung führt. Die Kanäle /21/ im Korb 12/ sorgen für die erforderliche elektrische Festigkeit zwischen dem Behälter /3/ und dem Gehäuse /1/. Die Zwischenwände /22/ verhindern, daß der Sauerstoff(Luft)strom vorbei an der Glimmentkladungszone geht. Der Boden des Gehäuses IM verfügt über Kühlrippen /25/, damit die Kühlung effektiver verläuft.In Fig. 1,A, the casing IM , made of light, low-melting cast metals, e.g. aluminum alloys, has two internal sprues with threads and screws /14/, to which a plastic basket /2/ made of dielectric /made by pressing or casting/ is attached. This basket contains a container /3/, which is made by stamping from a bimetallic sheet (copper inside and stainless steel outside) or a solid metal sheet that is resistant to the effects of the ozone-oxygen (or ozone-air) medium in the glow discharge. A high-voltage electrode IAI is positioned in this container, which is placed on the insulators /5/. The current-conducting pin /6/ of the through-insulator 111 is connected to the electrode /4/. In the lid /8/ of the basket /3/, which is made of aluminum alloy, there are two tubes through which the dielectric liquid is supplied and drained /arrow "JvI"/. The hermetic closure of the container /3/ is ensured by the screws 191 and the gasket /10/ resistant to the dielectric liquid. For this purpose, two insert nuts are pressed into the container 121 /11/. On the bottom of the container IM there is attached by means of a good heat-conducting adhesive (or by soldering or other method providing good thermal contact and mechanical strength) a plate /12/ of thickness "a" made of a material having good electrical conductivity in the direction perpendicular to the plate surface and low conductivity /insulator/ in all other directions parallel to the plate. The slot "b" between the plate and the tank bottom /3/, in which the glow discharge occurs, is provided with a seal /13/ made of an ozone-resistant material, e.g. Teflon. The basket 121 is provided with a nozzle /15/ through which oxygen/air is supplied through openings /20/ (see Fig. 1,B) into the slot between the plate /12/ and the tank bottom /3/. The cooling water is supplied to the nozzle /16/ of the housing IM from the side of the outlet nozzle /15/, from which the ozone-oxygen or ozone-air mixture is supplied to the consumer. The cooling water exits through the nozzle /16/ according to the arrow "K". The cover of the housing IM is fastened with screws /1 11 and the hermetic seal is ensured by the seal /18/. The ozone generator works as follows: The cleaned and dried air or oxygen enters the nozzle /16/ and then through the openings /20/ in the slot "b". By switching on the high voltage at the electrode /4/, a high potential is generated by the electrical capacity generated by the capacitor (from the plates 23 and 24) and by the dielectric liquid (see Fig. I,C.) at the bottom of the container /3/. Since the housing IM is earthed and has a zero potential, the electrical field is created in the slot, which initiates the glow discharge therein and thus leads to the formation of ozone. The channels /21/ in the basket 12/ ensure the necessary electrical strength between the container /3/ and the housing /1/. The partitions /22/ prevent the oxygen (air) flow from passing the glow discharge zone. The bottom of the housing IM has cooling fins /25/ so that the cooling is more effective.
-3-Wie
sich aus der Beschreibung und aus den Zeichnungen ableiten läßt, enthält das-3-How
can be deduced from the description and the drawings, the
Konstruktion des Ozongenerators keine Teile und Einheiten, die durch Gießen, Stanzen oder anhand von Dreh-oder Fräßmaschinen nicht hergestellt werden könnten. Manuelle Arbeit ist lediglich im Prozeß der Endmontage erforderlich, wobei sich auch diese Prozesse z.Z. robotisieren lassen.The ozone generator design does not include any parts or units that cannot be manufactured by casting, stamping or using turning or milling machines. Manual work is only required in the final assembly process, although these processes can also currently be robotized.
Auf der Abb. 2. A. ist eine schematische Zeichnung einer Einheit des „Ozonisators - III" dargestellt, die aus 5 Modulen je 0,250 kg O /h mit der nominalen Gesamtleistung von 1,25 kgO /h besteht. Hier wird den Modulen durch die Röhre /26/ und die Stutzen /15/ Sauerstoff/Luft zugeführt. Mit „O" werden alle in das Modul hineingehende Ströme gekennzeichnet.Der produzierte Ozon wird durch die Röhre /27/ dem Verbraucher zugeführt. Durch die Röhre /28/ und Stutzen /16 / wird dem Modul das Kühlwasser zugeführt, das an den Ausgängen /16/ in der Röhre /29/ eingesammelt wird und entweder in die Kanalisation oder, falls ein geschlossenes Kühlsystemeingesetzt wird, in den Kühler abgeführt wird.Das flüssige Dielektrikum fließt durch die Röhre /30/ und Stutzen / 8 /, wird in der Röhre /31/ eingesammelt und dem Behälter /34/ zugeführt, der zugleich als Kühlschrank dienen kann. Die Zufuhr erfolgt anhand der Pumpe /35/. Hohe Wechselspannung wird anhand der Leiter /37/ an den Isolatoren /6/ sowie an der Hochspannungswindung des Invertortrafos /32/ angeschlossen. Auf der Abb. 2,B. ist der „Ozonisator - III" mit der nominalen Leistung 5kg O /h bestehend aus 4 Modulen (insgesamt gibt es 20 Module) und seine unverbindlichen Abmessungen. In der Tabelle I werden die Charakteristika des im Rahmen dieser Erfindung angebotenen Ozongenerators „Ozonisator -III" (2 Einheiten /10 Module) und des Ozonators GSI-2000.2 (Leistung 2 kgO /h) einer der bekanntesten Firmen „Wedeco" zusammengefaßt:Fig. 2. A shows a schematic drawing of a unit of the "Ozonizer - III" consisting of 5 modules of 0.250 kg O /h each with a nominal total output of 1.25 kgO /h. Here, oxygen/air is supplied to the modules through the tube /26/ and the nozzles /15/. All flows entering the module are marked with "O". The ozone produced is supplied to the consumer through the tube /27/. Cooling water is supplied to the module through the tube /28/ and nozzle /16/, which is collected at the outlets /16/ in the tube /29/ and discharged either into the sewerage system or, if a closed cooling system is used, into the cooler. The liquid dielectric flows through the tube /30/ and nozzle /8/, is collected in the tube /31/ and fed to the tank /34/, which can also serve as a refrigerator. The supply is carried out by the pump /35/. High alternating voltage is connected to the insulators /6/ and to the high-voltage winding of the inverter transformer /32/ using the conductors /37/. In Fig. 2,B. is the "Ozonizer - III" with a nominal output of 5kg O /h consisting of 4 modules (there are 20 modules in total) and its non-binding dimensions. Table I summarizes the characteristics of the ozone generator "Ozonizer -III" (2 units / 10 modules) offered within the framework of this invention and the ozonator GSI-2000.2 (output 2 kgO /h) from one of the best-known companies "Wedeco":
Typ des Ozongenerators Spezifische Fläche Spez. Volumen Spcz. LeistungType of ozone generator Specific area Specific volume Specific power
kg O /Quadratmeter kg O/Kubikmeter kWt h/kg Okg O /square meter kg O/cubic meter kWt h/kg O
GSI-2000.2 1,6 0,725 14,55GSI-2000.2 1.6 0.725 14.55
„Ozonisator-III" 6,94 3,85 8,2"Ozonizer-III" 6.94 3.85 8.2
2,5 kg/O h2.5 kg/O h
Anmerkung:Annotation:
- Charakteristika des Ozongenerators von Wedeco wurden ausgehend von den in der Werbung aufgeführten Daten errechnet;- Characteristics of the Wedeco ozone generator were calculated based on the data provided in the advertisement;
-Charakteristika des „Ozonisators - III" wurden auf der Basis der Arbeitspläne errechnet und basieren auf den Ergebnissen der Versuche am O-Muster;-Characteristics of the "Ozonizer - III" were calculated on the basis of the work plans and are based on the results of the tests on the O-sample;
- Bei der gleichen Ausgangsozonkonzentration.- At the same initial ozone concentration.
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1997
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