DE3108563A1 - Verfahren zur elektrischen versorgung eines ozonisators und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Versorgung einer Ozonerzeugereinheit mit elektrischer Energie sowie auf Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Messungen bei herkömmlichen dielektrischen Ozonisatoren zeigen, daß die an den Ozonisator gelieferte elektrische Energie folgendermaßen abgeführt wird:

Wärme: 90% der gelieferten elektrischen Energie, Bildung von Ozon: 4,5%,

Verschiedene chemische Abläufe wie Geräusch , Licht, Verluste im Dielektrikum: 6,5%.

Dies zeigt, daß herkömmliche dielektrische Ozonisatoren einen sehr schlechten Wirkungsgrad haben, der tatsächlich etwa bei 18 bis 19 Wattstunden pro Gramm produziertes Ozon liegt, und dies bei einer Konzentration von 15 bis 20 Gramm Ozon pro Kubikmeter Luft.

Es sind außerdem noch weitere Arten von Ozonisatoren, insbesondere Spitze-Ebene-Ozonisatoren und Ozonisatoren mit koaxialen Drähten, bekannt, die beide mit Gleichspannung versorgt werden. Diese Ozonisatoren haben im allgemeinen einen besseren Wirkungsgrad als die dielektrischen Ozonisatoren, jedoch eine geringere Ozonkonzentration pro Kubikmeter verarbeitetem Gas, die im allgemeinen für industrielle Nutzungen unzureichend ist.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur Versorgung eines Ozonisators mit elektrischer Energie, welches bei den für industrielle Nutzungen erforderlichen Ozonkonzentrationen eine Verbesserung des Wirkungsgrads der Ozonproduktion gestattet, was in Anbetracht steigender Energiekosten für die Entwicklung von Ozonisierungstechniken von grundlegender Bedeutung ist.

Hierzu schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Versorgung wenigstens einer Ozonerzeugereinheit bzw. wenigstens eines Ozonisators, der wenigstens zwei einander gegenüber-

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stehend angeordnete leitende Elektroden aufweist, zwischen denen ein zu ozonisierendes Gas durchströmt, mit elektrischer Energie vor, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß auf die Elektroden Wechselspannungszüge einer Amplitude, die zur Erzeugung elektronischer Entladungen zwischen den Elektroden geeignet ist, mit einer solchen Wiederholfrequenz gegeben werden, daß ein durch einen Wellenzug zu behandelndes Gasvolumen bereits wenigstens teilweise aus dem Raum zwischen den Elektroden abgezogen ist, wenn der nächste Wellenzug aufgegeben wird.

Ferner schlägt die Erfindung hierzu eine Vorrichtung zur Versorgung einer Ozonerzeugereinheit bzw. eines Ozonisators mit elektrischer Energie zur Durchführung dieses Verfahrens vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen Mittelfrequenz-Wechselrichter, welcher einen Transformator, dessen Sekundärseite mit den Klemmen der Einheit verbunden ist, aufweist, und eine Logikeinrichtung zur Steuerung des Wechselrichters derart umfaßt, daß sich die Amplitude der an den Klemmen der Sekundärseite erzeugten Wechselspannung zwischen einem zur Erzeugung einer elektronischen Entladung zwischen den Elektroden geeigneten Wert und einem zur Erzeugung dieser Entladung unzureichenden Wert ändert.

Dank dieses Verfahrens und dieser Vorrichtung gemäß der Erfindung wird die elektronische Entladung am Ende eines jeden Wellenzuges unterbrochen,was eine Zerstörung von gerade erzeugtem Ozon nach der Reaktion e + 0_—^O« + O~+ 42 kJ verhindert.

Wenn der folgende Wellenzug aufgegeben wird, ist wenigstens ein Teil der durch den vorhergehenden Wellenzug ozonisierten Luft bereits aus dem Zwischenraum zwischen den Elektroden abgezogen und wird nicht mehr durch die neue Entladung beeinflußt, so daß bei gleichbleibender Leistung die Art der Energieeinspeisung in Form von Wellenzügen eine Erhöhung des Ozonisierwirkungsgrads bezüglich einer dauerenden Wechselspannungseinspeisung im Falle eines dielektrischen

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Ozonisators oder einer Gleichspannungseinspexsung im Falle eines Spitze-Ebene-Ozonisators oder eines Koaxialdraht-Ozonisators gestattet.

Bei einer Ozonisierstation einer gewissen Größe ist es wünschenswert, daß eine elektrische Quelle mehrere Ozonisatoren, die ihre Produktion parallel abgeben, gemeinsam versorgt. Jeder Ozonisator verfügt über seinen eigenen Wechselrichter, der abwechselnd gesperrt und geöffnet wird und damit diskontinuierlich arbeitet, um die Versorgung des Ozonisators mit Hochspannungswellenzügen in der oben beschriebenen Weise zu erreichen.

Eine solche elektrische Versorgungseinrichtung nimmt während einer sehr kurzen Zeit eine erhebliche Energiemenge auf und bleibt dann während einer gewissen Zeit in Ruhe. Wenn mehrere Ozonisatoren parallel an ein und derselben Energiequelle hängen und wenn die Wechselrichter ihre Wellenzüge ohne wechselseitige Abstimmung aussenden, so sind die Wellenzüge in bestimmten Zeitpunkten gruppenweise oder in Gesamtheit synchron, und dies scheinbar ungeordnet.

Ein solches Arbeiten hat Nachteile.

Vor allem muß die Energiequelle überdimensioniert sein, damit sie die Energienachfragespitzen, hervorgerufen durch die mögliche Gleichzeitigkeit der Speisung mehrerer Ozonisatoren, auffangen kann. Ferner riskiert das Funktionsprinzip selbst,schwer gestört zu werden, da das gleichzeitige Auslösen mehrerer Wechselrichter das Zusammenbrechen der Versorgungsspannung der Wellenzüge nach sich ziehen kann, was wiederum infolge der Unmöglichkeit eine ausreichende Amplitudo für die Wellenzüge zu erreichen, schwerwiegende Folgen für den energetischen Wirkungsgrad haben kann.

Die Erfindung schafft daher auch eine Ozonisiereinrichtung mit einer Gruppe von η Ozonisatoren, die ausgehend von einer gemeinsamen Energiequelle mit aufeinanderfolgenden Wechselspannungswellenzügen versorgt werden, wobei die Aufgabe der Wechselspannungswellenzüge mittels einer Steuervorrichtung geschieht, welche

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Auslösesignale erzeugt, die den selektiven Durchgang von von der gemeinsamen Quelle herkommender elektrischer Energie an die Ozonisatoren gestattet, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Regelungskette, welche eine Einrichtung aufweist, mit der die Dauer der Auslösesignale unter Berücksichtigung der durch die η Ozonisatoren erzeugten Gesamtozonisation nach einem Einstellwertsignal geregelt wird,wobei die Dauer derjenigen eines jeden der aufeinanderfolgenden Wellenzüge entspricht, sowie eine Synchronisiereinrichtung,durch die die Energiequelle stets nur mit einem Ozonisator allein belastet wird, umfaßt.

Dank dieser Eigenschaften erhält man die beiden folgenden Ergebnisse allein durch Einwirken auf die Eigenschaften der Wellenzüge (zeitliche Verteilung und Dauer).

1) Die Auslösungen von Wellenzügen können in keinem Fall gleichzeitig erfolgen; sie treten stets aufeinanderfolgend auf. Infolgedessen wird der Energiequelle stets ein zeitlich konstanter Energiebetrag abgefordert, so daß sie streng so ausgelegt werden kann, daß sie in der Lage ist immer nur einen Wellenzug auf einmal zu liefern.

2) Die Wellenzüge sind exakt als Funktion des Energiebedarfs des Ozonisators kalibriert, da ihr Energieinhalt durch die Regelschaltung als Funktion der Entwicklung von Parametern, die die tatsächliche Produktion von Ozon wiedergeben, einerseits und einer Referenz andererseits geregelt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Einrichtung so ausgebildet, daß jeder Ozonisator mit der gemeinsamen Energiequelle über seinen eigenen, durch das Auslösesignal ausgelösten Wechselrichter verbunden ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Einrichtung einen gemeinsamen Wechselrichter, der zwischen der gemeinsamen Energiequelle und den η Ozonisatoren über η Auswahleinrichtungen liegt, die durch die Auslösesignale so gesteuert werden, daß sie den bedingten Durchgang des Ausgangsignals des Wechselrichters jeweils nur zu einem der Ozonisatoren auf einmal gestatten.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsformen in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser ist bzw. sind

Figur 1 ein Längsschnitt eines dielektrischen Ozonisators mit zylindrischen Elektroden herkömmlichen Aufbaus, auf den die Erfindung angewandt ist,

Figur 2 zeigt ein vereinfachtes Schaltschema eines mit einer Steuerschaltung eines ersten Typs verbundenen Wechselrichters zur Versorgung des Ozonisators der Figur 1, Figur 3 ein detaillierteres Schaltschema einer ersten Ausführungsform der Steuerschaltung der Figur 2,

Figur 4 ein Zeitdiagramm, das die Signalformen an verschiedenen Punkten der Schaltung der Figur 3 zeigt, Figur 5 ein Schema, das die Form der Wellenzüge zeigt, die der Wechselrichter mittels der Steuerschaltung der Figur 3 auf den Ozonisator gibt,

Figur 6 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform, auf Mikroprozessorbasis, der Steuerschaltung der Figur 2,

Figur 7 ein Flußdiagramm, daß das Arbeiten der Mikroprozessor-Steuerschaltung der Figur 6 veranschaulicht,

Figur 8 ein Schaltbild eines für eine Kombination mit der Schaltung der Figur 3 bestimmten Impulsgenerators zur Erzeugung von Impulsen veränderbarer Dauer, Figur 9 ein vereinfachtes Schaltbild einer zweiten Art von Steuerschaltung für den Wechselrichter der Figur 2,

Figuren 10 und 11 der Figur 5 entsprechende Diagramme, welche Wellenzüge zeigen, die durch den Wechselrichter der Figur 2 mittels der Steuerschaltung der Figur 9 erzeugt werden können,

Figur 12 ein vereinfachtes Schema einer mehrere Ozonisatoren auf einmal speisenden Ozonisiereinrichtung,

Figur 13 ein Schema einer bei der in Figur 12 dargestellten Ozonisiereinrichtung verwendeten Regelungskette,

3') Fi<jur 14 ein Flußdiagramm zur Veransehaullchung flor Arbeitsweise der in Figur 13 dargestellen Regelungskette,

*-> IUO OO Trailigaz, ... P.1207

Figur 15 ein detaillierteres Schema einer Schaltung, die das synchrone Ablaufen der Steuerung der in Figur 12 dargestellten Gruppe von Ozonisatoren sicherstellt, Figur 16 eine Ozonisiereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand des in Figur dargestellten Ozonisators beschrieben, es ist jedoch zu beachten, daß diese keinesfalls auf einen solchen Ozonisator beschränkt ist und ebenso auch bei jeder anderen Art von Ozonisator, sei es nun ein dielektrischer, einer mit zwei koaxialen Drähten, einer mit Spitze und Ebene oder einer noch einer anderen Art, angewandt werden kann.

Gemäß Figur 1 weist der dargestellte dielektrische Ozonisator 1 untereinander gleiche Ozonerzeugungselemente 2 auf, die innerhalb einer rohrförmigen Umhüllung 3 angeordnet sind, welche an ihren entgegengesetzt liegenden Enden einerseits eine Eintrittskainmer für trockene zu ozonisierende Luft und andererseits eine Abzugskammer 5 für ozonisierte Luft aufweist. Die Kammern 4 und 5 stehen miteinander über zylindrische Rohrleitungen 6 in Verbindung, die sich durch ein Umschließungsteil 7 erstrecken, das von der rohrförmigen Wand der Umhüllung 3, den zylindrischen Leitungen und von Endwänden 7a, 7b begrenzt wird, die ihrerseits mit den Endteilen der Umhüllung 3 die Kammer 4 bzw. 5 bestimmen.

im Betrieb wird das Umschließungsteil 7 von einem Kühlwasserstrom durchflossen.

Jedes Ozonerzeugungselement 2 umfaßt in seiner Leitung 6, die eine erste mit Masse verbundene Elektrode bildet, einen Satz von zwei zylindrischen Elektroden 8 und 9, die mit einem dielektrischen Material ummantelt und mit einer später noch zu beschreibenden Spannungsversorgungseinrichtung über Leiter 10 und 11 und in den entsprechenden Kammern 4 und 5 vorgesehene dichte Anschlußstücke 12 und 13 verbunden sind. Im Betrieb strömt die in die Kammer 4 eingelassene zu behandelnde trockene Luft durch die Ozonerzeuger 2 zur Kammer 5. Die Spannunysversorgungseinrichtung gibt auf die Elektroden

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8, 9 derselben Wechselspannungswellenzüge mittlerer Frequenz mit einer Amplitude,die geeignet ist, eine Elektronenentladung zwischen den Elektroden 8, 9 und der zugehörigen zylindrischen Leitung 6 zu erzeugen, die die Ionisation der im Raum e zwischen den Elektroden befindlichen Luft bewirkt. Außerdem werden diese Wellenzüge mit einer Wiederholfrequenz derart aufgegeben, daß ein wesentlicher Teil der gerade ozonisierten Luft aus den Ozonerzeugern 2 abgezogen ist, wenn der nachfolgende Wellenzug aufgegeben wird, um so eine Zerstörung des vorher gebildeten Ozons durch die neue Entladung zu verhindern.

Mit dem folgenden wird auf Figur 2 Bezug genommen, die einen Thyristorwechselrichter 14 und seine Steuerschaltung zeigt. Der Wechselrichter 14 umfaßt einen Aufspanntransformator 15 dessen Sekundärseite 16 mit den Elektroden eines Erzeugerelements 2 des Ozonisators 1 verbunden ist. Die Primärseite 17 des Transformators ist einerseits an eine Klemme eines Kondensators C angeschlossen, dessen andere Klemme mit dem positiven Pol einer Gleichspannungsquelle 18 verbunden ist, und andererseits bei 19 zwischen zwei Thyristoren th^ und th₂ ι die in Reihe an den Klemmen der Gleichspannungsquelle 18 liegen. In den Steuerelektrodenkreisen der Thyristoren th.. und th₂ liegen Spannungsgeneratoren 20 bzw. 21, die die Thyristoren ansprechend auf Steuersignale leitend machen, die auf sie über Stromwandler TI_? bzw. TI₁ gegeben werden. Der Stromwandler TI" ist zwischen dem Thyristor th.. und dem Punkt 19 angeschlossen, der Stromwandler TI._ zwischen dem Thyristor th„ und dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle 18. Die Aufgabe der Stromwandler TI. und TI„ besteht darin, den NuIldurchgang des Stromes im zugehörigen Thyristor festzustellen und ansprechend auf diese Feststellung ein Steuersignal auf den entsprechenden Spannungsgenerator zu geben. Der gerade beschriebene Wechselrichter bildet einen herkömmlichen autonomen selbsterregenden Wechselrichter.

3^r5 Kin Thyristor th- ist mit seiner Anode zwischen dem Kondensator C und der Primärsoite 17 und mil seiner Ka-

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thode an den negativen Pol der Gleichspannungsquelle 18 angeschlossen. Ein dritter Spannungsgenerator 22 liegt zur Steuerung des Leitungszustands des Thyristors th_ im Steuerelektrodenkreis desselben.

Normalerweise offene Analogtore 23, 24 und 25 liegen in den Steuerelektrodenkreisen der Thyristoren th., th₂ bzw. th₃· Für die vorliegende Beschreibung soll unter "Analogtof" jede elektronische Schaltung wie beispielsweise ein Halbleiterbauelement bzw. - bauteil verstanden werden, das sich bei Vorhandensein eines bestimmten Logikpegels schließt und ein Signal ohne Veränderung von dessen Amplitude oder Format durchläßt. Ein solches Analogtor kann beispielsweise durch ein kontaktloses Relais gebildet sein, wie es beispielsweise die Firma Teledyne unter der Bezeichnung "SEREN-DIP" vertreibt.

Die Analogtore 23, 24 und 25 werden durch eine Logikeinrichtung 26 gesteuert, die mit einem Zeitbasisgenerator H verbunden ist, der die Wiederholfrequenz der Wellenzüge bestimmt. Die Logikeinrichtung 26 steuert außerdem eine Initialisierungs-Logikschaltung 27, deren Ausgangssignal auf den Eingang eines ODER-Glieds 28 gegeben wird. Der andere Eingang des ODER-Glieds 28 erhält die Steuersignale des Stromwandlers TI«, der also, anders als der Stromwandler TI₁, nicht direkt mit dem zugehörigen Spannungsgenerator 20 des Steuerelektrodenkreises verbunden ist. Der Spannungsgenerator 20 ist mit dem Ausgang des ODER-Glieds 28 verbunden, so daß dieser nur dann eine Spannung auf die Steuerelektrode des Thyristors th. gibt, wenn ein geeigneter Logikpegel an wenigstens einem der Eingänge des ODER-Glieds 28 vorhanden ist.

Die Wirkungsweise der Schaltung der Figur 2 ist die folgen-

Die Steuer-Logikeinrichtung 26 schließt auf der Anstiegsflanke des Zeitbasissignals A (Figur 4) die Analogtore 23 und 24, so daß Steuerspannungen auf die Steuerelektroden der Thyristoren th. und th₂ gegeben werden können, die dann sperren, und ebenso auf das Analogtor 25, so daß der Spannungsgenerator 22 auf die Steuerelektrode des Thyristors th-. eine Spannung gibt, die diesen

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leitend macht und das Aufladen des Kondensators C bewirkt. Nach einer bestimmten, der Ladezeit des Kondensators 20 entsprechenden Zeit sperrt der Thyristor tlu, weil sein Haltestrom zu klein geworden ist/ und die Logikeinrichtung 26 öffnet das Analogtor 25. Nach einer geringen Sicherheitszeit steuert die Logikeinrichtung 26 die Initialisierungs-Logikschaltung 27 an, die daraufhin einen Initialisierungsimpuls auf das ODER-Glied 28 gibt. Dessen Ausgang geht vom Pegel einer logischen "0" auf den Pegel einer logischen "1" über, der dem Generator 20 befiehlt, eine Spannung auf die Steuerelektrode des Thyristors th.. zu geben, was diesen leitend macht. Der Kondensator C entlädt sich dann über den Thyristor thu durch die Drossel der Primärseite 17 des Transformators 15, was das Erscheinen einer ersten Halbwelle an den Klemmen der Sekundärseite 16 und eine Übertragung von Energie auf den Ozonisator 1 bewirkt. Wenn der Strom im Entladekreis des Kondensators C verschwindet , sperrt der Thyristor th.. und der Stromwandler TI. steuert ansprechend auf dieses Verschwinden des Stromes den Spannungsgenerator 21 an, der den Thyristor th₂ leitend macht. Der Kondensator C lädt sich dann über die Primärseite 17 des Transformators 15 und den Thyristor th„ auf, so daß eine Halbwelle mit zur vorhergehenden entgegengesetzter Polarität an den Klemmen der Sekundärseite 16 erzeugt wird und erneut Energie auf den Ozonisator 1 übertragen wird.

Beim Verschwinden des Stromes im Ladekreis des Kondensators C sperrt der Thyristor th» und der Thyristor th.. wird über den Stromwandler TI₂ und den Spannungsgenerator 20 leitend gemacht. Damit beginnt ein neuer Entladezyklus für den Kondensator C und der gerade beschriebene Vorgang wiederholt sich, bis die Abfallflanke des Zeitbasissignals A erscheint. Auf dieser Abfallflanke öffnet die Logikeinrichtung 26 die Analogtore 23 und 24, was die Thyristoren th.. und th„ sperrt und das Arbeiten des Wechselrichters unterbricht. Der Ozonisator wird dann nicht mehr gespeist, bis eine neue Anstiegsflanke des Zeitbasissignals A erscheint, das von rauem die

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Initialisierung des Arbeitsablaufs des Wechselrichters, nämlich das Aufladen des Kondensators C und das Aufgeben eines neuen Wellenzugs auf den Ozonisator 1,wie dies in Figur 5 gezeigt ist, bewirkt.

Mit dem folgenden wird nun auf Figur 3 Bezug genommen,die ein Ausführungsbeispiel für die Steuerschaltung des Wechselrichters 14 der Figur 2 zeigt. In diesem Beispiel ist der Zeitbasisgenerator H ein monostabiler Multivibrator, der beispielsweise eine integrierte Schaltung des Typs S.N. 74121 von Texas Instruments sein kann. Der monostabile Multivibrator H erzeugt an T das Zeitbasissignal A, dessen Frequenz die Wiederholfrequenz der Wellenzüge des Wechselrichters 14 bestimmt. Das Signal A wird einerseits auf die Eingänge J und CLR eines Flip-Flop JK 29 das beispielsweise durch eine integrierte Schaltung 7473.

(Texas Instruments) gebildet ist,und andererseits über ein UND-Glied 30 auf die Analogtore 23 und 24 gegeben. Der monostabile Multivibrator erzeugt außerdem an seinem Ausgang Q ein Signal B (Figur 4) der gleichen Frequenz wie das Signal A, dessen Impulsdauer die kürzer ist, aber die Ladezeit des Kondensators C bestimmt. Dieses Signal B wird auf das Analogtor 25 über ein zweites UND-Glied 31, auf einen beispielsweise durch eine integrierte Schaltung 7404 (Texas Instruments) gebildeten Inverter 32 und auf den Eingang K des Flip-Flop JK 29 gegeben.

Der Inverter 32 erzeugt mit Aufgabe des Signals B ein zum Signal B identisches Signal C,das aber bezüglich des Signals B um At zeitlich leicht verzögert ist und ausgehend vom Signal C ein Signal D, das auf den Eingang CLK des Flip-Flop 29 gegeben wird. Das Flip-Flop 29 erzeugt an seinem Ausgang Q ein Signal E, das auf einen zweiten monostabilen Multivibrator 33 gegeben wird. Schließlich erzeugt der monostabile Multivibrator 33 an seinem Ausgang Q ein Signal F, das aus einem oder mehreren kalibrierten Impulsen besteht, die auf die Initialisierungs-Logikschaltung 27 gegeben werden. Wie dargestellt, kann diese Initialisierungsschaltung 27 durch einen Transistor 34 mit Emitterlast RE und ein im Basiskreis des Transistors 34 liegen-

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des Analogtor 35 gebildet sein.

Im Zeitpunkt t_Q (Figur 4), auf der Anstiegsflanke eines Rechteckimpulses der Dauer t. des durch den monostabilen Multivibrator H erzeugten Signals A,schließen die Analogtore 23 und 24, während ein Pegel "1" auf die Eingänge J und CLR des Flip-Flop JK 29 gegeben wird. Zur Zeit t~ erzeugt außerdem der monostabile Multivibrator H am Ausgang Q einen Rechteckimpuls der Dauer T₂, der das Analogtor 25 schließt und den Thyristor th^ leitend macht, wodurch sich der Kondensator C während der Zeit T„ aufladen kann. Auf die Aufgabe des Rechteckimpulses des Signals B hin erzeugt der Inverter 32 seinerseits im Zeitpunkt t,. , mit der Verzögerung von At bezüglich t„, einen Rechteckimpuls (Signal C). Zur Zeit t„ hat der Kondensator C seine Aufladung beendet und das Signal B kehrt auf den Pegel "0" zu zurück, so daß das Analogtor 25 öffnet. Der Wechselrichter ist nun funktionsbereit. Zur Zeit t₃ kehrt das Signal C auf den Pegel "0" zurück, während das Signal D auf den Pegel "1" geht, was das Kippen des Flip-Flop JK und den übergang seines Ausgangs Q auf das Niveau "1" bewirkt. Ansprechend auf dieses Kippen erzeugt der zweite monostabile Vibrator 33 seinerseits, im wesentlichen zur Zeit t einen Initialisierungsimpuls kurzer Dauer, beispielsweise der Größenordnung von 100 ms, der die Initialisierungsschaltung 27 ansteuert. Dieser' schließt dann das Analogtor 35, was den Transistor 34 leitend macht. Dieser gibt einen Impuls auf das ODER-Glied 28, das dann den Spannungsgenerator 20 auslöst, der den Thyristor th.. leitend macht, was das Arbeiten des Wechselrichters 14 einleitet. Es ist zu beachten, das der Initialisierungsimpuls (Signal F,Figur 4) mit der Verzögerung von At bezüglich der Zeit t_ aufgegeben wird, wobei diese Verzögerungszeit einer Sicherheits-Stillstandszeit entspricht.

Das Arbeiten des Wechselrichters vollzieht sich in der angegebenen Weise bis zur Zeit t., wo auf der hinteren Flanke des Rechteckimpulses das Zeitbasissignal A auf Pegel "0" zurückkehrt. Dies hat zur Folge, daß die Analogtore 23 und

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24 öffnen und die Thyristoren th.. und th~ sperren. Gleichzeitig bewirkt der übergang des Signals A auf den Pegel "0" die Wiederherstellung des Zustandes "u" des Flip-Flop JK 29. Folglich ist ein Wellenzug durch den Wechselrichter erzeugt und auf den Ozonisator zwischen den Zeitpunkten t, und t, während einerZeitdauer T_ gegeben worden. Der Wechselrichter bleibt dann während einer Zeitdauer T. in Ruhe, bis mit dem Erscheinen eines neuen Rechteckimpulses des Zeitbasissignals A im Zeitpunkt t₅ ein neuer Arbeitszyklus des Wechselrichters im Zeitpunkt t_fi eingeleitet wird.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß der Wechselrichter 14 als autonomer selbsterregender Wechselrichter arbeitet, wobei die von ihm erzeugte Wechselspannungswelle künstlich unterbrochen und dann nach einer Ruhezeit T. einer bestimmten Dauer erneut in Gang gesetzt wird. Das Einführen einer synchronen Unterbrechungs/Start-Logik (Flip-Flop JK 29) ändert nicht das grundsätzliche Arbeiten des Wechselrichters 14.

Natürlich lassen sich die oben beschriebenen einzelnen Arbeitsfolgen auch durch andere Logikeinrichtungen als die oben beschriebene erreichen, wobei beispielsweise integrierte Schaltungen des Typs DTL, TTL oder CMOS verwendet werden können. Es ist andererseits auch möglich, einen einem Zeitbasisgenerator und einem System von Speichern zugeordneten Mikroprozessor zu verwenden, wie dies im folgenden beschrieben wird.

Dieses Mikroprozessor-Speicher-Systejt^ej:mög_lic,ht_die.,_di^

---- -rekte^rze^g1Ing~der Signale für die Steuerung der Thyristoren th.. , .th- und th₃ nach den gleichen Folgen, wie sie vorstehend für die Ausführungsform in verdrahteter LiO^^k_^es.&h-r4rebeTrns^ruTc-den. Die^^r^^nxluiig--e4iTres^"iOrkTf^:oprozessors gestattet jedoch außerdem sehr einfach die Einführung einer Regelungsfunktion.

Diese Regelungsfunktion kann beispielsweise darin bestehen, daß die vom Ozonisator absorbierte Energie unter Beibehaltung von Wellenzügen konstanter Dauer moduliert wird und daß man eine veränderbare und gesteuerte Anzahl der letzteren während einer Basis zeit TT vorsieht, die beispielsweise eine

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Sekunde sein kann. Wenn man die Nennleistung des Ozonisator»■—— beispielsweise mit 100 Wellenzügen pro S@kund€r~erreicht, wird man 30% der Ozonisieruj^sAerstung erreichen, wenn man nur Wellenzaige—WBKrend der Dauer einer Sekunde vorsieht. Der Vor-

~~~5 gang ist natürlich vorzugsweise so entworfen, daß die Abstände zwischen den einzelnen Wellenzügen innerhalb jeder Basiszeitdauer TZ regelmäßig sind, um eine gute Linearität der Regelung zu bekommen. In Anbetracht der Tatsache.,-dafi-^dle"" Leistung des Ozonisators.jmd die Produktion von Ozon eine .lineare Funktion der an den Ozonisator gelegten Scheitelspannung sind, ist die übertragungsfunktion des Ozonisators im Rahmen der Laplace-Transformation:

I + "ep

d.h. ein Ausdruck erster Ordnung, in dem bedeuten:

- P den Laplace-Operator - TZ eine Zeitkonstante des Ozonisators

mit 1 ^ Ty ^ 5 Sekunden

Neben dem Vorteil der Linearität gestattet diese Art der Regelung,je kleiner die Leistung ist sich um so mehr den Minimumbedingungen für die Zerstörung des Ozons zu näheren, weil für eine bestimmte Durchflußmenge von Luft mit zunehmendem Intervall aufeinanderfolgender Wellenzüge ein erhöhtes Volumen ozonisierter Luft während dieses Intervalls abgezogen wird. Bei dem im folgenden unter Bezugnahme auf Figur 6 beschriebenen Ausführungsbeispiel geschieht die Regelung als Funktion von zwei Parametern, nämlich:

einer Referenzgröße für die Leistung /Produktion von Ozon, die durch ein auf den Mikroprozessor gegebenes äußeres Analogsignal gebildet ist,das proportional zur gewünschten Ozonproduktion ist, und

der weiter oben def iniertenUasis^.eitdauer ~U _Λ , die im

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Mikroprozessor enthalten ist.

Die Rolle des Mikroprozessors bei seiner Regelfunktion besteht darin zu bewirken, daß die Anzahl von Wellenzügen in der Basiszeitdauer TT einer Leistung bzw. Produktion von 5 Ozon entspricht, die gleich dem Referenzwert für die Leistung/ Produktion von Ozon ist.

Figur 6 zeigt ein Mikroprozessorsystem, das zur Verwirklichung der Steuereinrichtung 26 und des Basiszeitgenerators H verwendet werden kann. Dieses System umfaßt einen mit einer Speichereinrichtung 37 und einem lokalen Taktgeber 38 verbundenen Mikroprozessor, wobei diese drei Elemente beispielsweise durch die Komponenten 8080, 2708 und 8224 (INTEL) gebildet sein können. Der Mikroprozessor ist mit einer Ein/Ausgabeeinheit 39 verbunden, welche die Signale der Stromwandler Tl.. und TI„ sowie das Referenzsignal Leistung/Produktion von Ozon REF erhält. Die Ein/Ausgabe-Einheit 39 ist andererseits mit Anpassungsschaltungen AD₁, AD„, AD- und AD. verbunden, die entsprechend die Analogtore 23, 24, 25 und das ODER-Glied 28 beaufschlagen, wobei die Initialisierungs-Logikschaltung 27 in diesem Fall durch die Anpassungsschaltung AD. ersetzt ist.

Der durch das Mikroprozessorsystem der Figur 6 erreichte Regelungsvorgang wird durch das Flußdiagramm der Figur 7 wiedergegeben und läuft folgendermaßen ab:

Nach dem Startschritt des Ablaufs (Schritt 40) liest der Mikroprozessor den Referenzwert Leistung/Produktion von Ozon und speichert denselben (Schritt 41), wonach er den gespeicherten Referenzwert mit dem vorherigen Wert vergleicht (Schritt 42). Wenn sich beide Werte unterscheiden ,berechnet der Mikroprozessor die Anzahl η von Wellenzügen die in der Basiszeitdauer ausgehend vom Referenzwert Leistung/Ozon notwendig sind und speichert diese Anzahl (Schritt 43). Der Mikroprozessor berechnet dann die Zeitdauer zwischen zwei Wellenzügen und speichert diese (Schritt 44).

Nach Schritt 44 vergleicht der Mikroprozessor die Anzahl n¹ der während der laufenden Basiszeitdauer schon ausgeführten Wellenzüge und vergleicht diese mit η (Schritt 45). Anderer-

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seits geht, wenn im Schritt 42 der gelesene Wert mit dem vorhergehenden Wert übereinstimmt, der Mikroprozessor direkt auf den Schritt 45 über.

Wenn im Schritt 45 eine Gleichheit zwischen η und n' festgestellt wird, so zeigt dies an, daß Übereinstimmung zwischen der gelieferten und der geforderten Leistung besteht. Der Mikroprozessor geht dann in den Schritt 46,über wo ein Vergleich zwischen der tatsächlich durchgeführten Basiszeitdauer und der theoretischen Basiszeitdauer bewirkt wird.

Wenn diese Basiszeitdauern übereinstimmen,kehrt die Folge nach Schritt 41 zurück. Wenn umgekehrt eine eine gewisse Schwelle überschreitende Differenz festgestellt wird, gibt der Mikroprozessor ein Signal "mutmaßlicher Defekt" aus. Wenn in Schritt 45 festgestellt wird, daß η und n' nicht gleich sind, macht der Mikroprozessor den Thyristor th_. für das Aufladen des Kondensators 20 leitend (Schritt 47) und dann nach einer der Ladezeit des Kondensators 20 und der Sicherheit-Stillstandszeit entsprechenden Verzögerung auch den Thyristor th.. ,um das Arbeiten des Wechselrichters in Cang zu setzen(Schritt 48).

Der Mikroprozessor bestimmt dann durch Ablesen des Stromwandlers TI , ob der Leitungszustand des Thyristors th.. beendet ist. Bei negativem Ergebnis dieser Prüfung kehrt der Vorgang nach Schritt 48 zurück. Bei positivem Ergebnis macht der Mikroprozessor den Thyristor th~ leitend, indem er auf ihn, wie auf th.,einen Impulszug gibt (Schritt 50).

Wie vorher für th. bestimmt der Mikroprozessor nach Schritt 50, ob der Leitungszustand des Thyristors th~ beendet ist (Schritt 51). Bei negativem Ergebnis kehrt der Vorgang nach Schritt 50 zurück, während bei positivem Ergebnis der Mikroprozessor den mit den Schritten 48 bis 51 erzeugten Wellenzug für die berechnete und in Schritt 44 in den Speicher gesetzte Zeitdauer unterbricht (Schritt 52). Der Ozonisator wird dann nicht mehr mit Spannung versorgt.

im nachfolgenden Schritt 53 inkrementiert der Mikroprozessor ein Register, das die Anzahl n¹ der in der Basis-

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zeit schon ausgeführten Wellenzüge enthält, und liest und speichert dann den Referenzwert Leistung/Ozon (Schritt 54) vor Rückkehr nach Schritt 42, von wo aus der Vorgang wie oben beschrieben abläuft.

Bei diesem Regelungsvorgang mit Mikroprozessor ist, wie oben angegeben, die Dauer der Wellenzüge konstant. In Abwandlung dessen kann man jedoch die Regelung auch bewirken, indem man die Dauer der Wellenzüge innerhalb jeder Basiszeit Ό. variieren läßt.

Figur 8 ist ein Schema einer Schaltung, mit der sich in Verbindung mit der Steuerschaltung der Figur 3 eine solche Regelung erreichen läßt. Diese Schaltung umfaßt einen Operationverstärker 60, auf den das Referenzsignal Leistung/Produktion von Ozon REF und ein Signal MES invertiert, das die gemessene Ozonproduktion repräsentiert, gegeben werden. Dieses Signal kann beispielsweise durch die Meßvorrichtung für die Ozonisierungsleistung eines Ozonisators erzeugt werden,wie sie in der französischen Patentanmeldung 7815259beschrieben ist. Der Operationsverstärker 60 erzeugt an seinem Ausgang ein Analogsignal t=jG,das der Differenz zwischen den Signalen REF und MES proportional ist und nach Invertierung in einem Inverter 61 über einen Umschalter 62 auf einen Analogsignal-Impulslängenwandler 63 gegeben werden kann, der durch das Bauteil X R555 der Anmelderin gebildet sein kann. Der Umschalter 62 ist außerdem mit einem Potentiometer 64 verbunden, was es je nach Schalterstellung gestattet, entweder die Ozonproduktion auf den durch das Signal REF dargestellten Referenzwert zu regeln oder aber diese manuell über das Potentiometer 64 zu steuern.

Das Ausgangssignal des Wandlers 63 bildet das Zeitbasissignal A, wobei ein monostabiler Multivibrator 65 zur Erzeugung des Signals B der Figur 4 vorgesehen ist. Die Schaltung der Figur 8 tritt also bei dieser Ausführungsform an die Stelle des monostabilen Multivibrators H der Schaltung der Figur 3, die darüberhinaus keine anderen Abänderungen erfährt. Die Signale A und B werden auf die anderen Komponenten

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der Schaltung gegeben, die wie oben ausgeführt funktioniert, davon abgesehen, daß die Dauer der Wellenzüge nicht konstant ist, sondern von der gewünschten Ozonproduktion abhängt.

Bei allen oben beschriebenen Ausführungsformen wechseln sich die eine elektronische Entladung erzeugenden Wellenzüge mit Stillstandszeiten ab, während derer der Wechselrichter keine Wellenzüge erzeugt und infolgedessen die auf die Elektroden der Ozonerzeugerelemente gegebene Spannung verschwindet. In einer Abwandlung kann der Wechselrichter jedoch so gesteuert werden, daß er dauernd mit mittlerer Frequenz arbeitet, daß aber die Versorgungsgleichspannung so verändert wird, daß elektronische Entladungen erzeugende Wellenzüge mit anderen Wellenzügen abwechseln, deren Amplitude nicht ausreicht, eine elektronische Entladung in dem mit dem Wechselrichter verbundenen Ozonerzeugerelement hervorzurufen.

Figur 9 zeigt das Beispiel einer Schaltung, mit der dieser Steuervorgang durchgeführt werden kann. Diese Schaltung umfaßt einen Mikroprozessor 66, der das Variationsgesetz der auf den Wechselrichter 14 gegebenen Gleichspannung bestimmt. Es kann sich um ein in einem Speichersystem des Mikroprozessors enthaltenes unveränderliches Gesetz oder um ein Gesetz handeln, das sich wie im Falle der Steuerschaltung der Figur 6 als Funktion eines äußeren Referenzsignals ändert. Das vom Mikroprozessor 66 erzeugte, diese Gesetz wiedergebende Digitalsignal steuert zwei gegensinnig angebrachte Thyristoren 6 7 und über eine Schaltung 69, die das Digitalsignal des Mikroprozessors 66 in Steuerspannungen für die Thyristoren 6 7 und 68 umwandelt, so daß diese die elektrische Netzenergie in Impulse modulieren, deren Breite als Funktion des durch den Mikroprozessor vorgegebenen Gesetzes variiert. Die durch die Thyristoren 67 und 68 angeschnittene Netzspannung wird auf eine Gleichrichter-Trafo-Schaltung 70 gegeben, die an ihrem Ausgang eine Gleichspannung erzeugt, deren Amplitude entsprechend dem genannten Gesetz variiert. Diese Gleichspannung wird auf den .Wechselrichter 14 gegeben, in welchem natürlich der Stromwandler TI„ hier unter Wegfall des ODER-Glieds 28 und der Ana-

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logtore 23 und 24 direkt mit dem Spannungsgenerator 20 verbunden ist. Der Wechselrichter 14 gibt also dauernd auf das Ozonerzeugerelement 2, mit dem er verbunden ist, eine Wechselspannung mittlerer Frequenz und veränderlicher Amplitude, deren Einhüllende der Form der auf den Wechselrichter gegebenen Gleichspannung entspricht.

Die Figuren 10 und 11 zeigen zwei Wellenformen, die mittels der Schaltung der Figur 9 auf ein Ozonerzeugerelement gegeben werden können. Im Beispiel der Figur 10 ändert sich die Spannung plötzlich zwischen einer höheren Spannung U1, die zur Erzeugung einer elektronischen Entladung im Ozonerzeugerelement geeignet ist, und einer niedrigeren Spannung U2, die nicht ausreicht, diese elektronische Entladung hervorzurufen. Im Beispiel der Figur 11 ändert sich der Wechselspannungshub Spitze-Spitze nach und nacn von beiden Seiten einer Schwellenspannung U3, oberhalb derer elektronische Entladungen in Ozonerzeugerelement 2 entstehen und unterhalb derer solche Entladung fehlen. Es versteht sich natürlich, daß die Erfindung in keiner Weise auf die beiden in den Figuren 10 und 11 dargestellen Wellenformen beschränkt ist, die nur als Beispiele gegeben sind.

Es wurde weiter oben angegeben, daß es wünschenswert ist, den Ozonisator mit Wellenzügen mittlerer Frequenz zu speisen. Um diese Wahl,im Falle eines herkömmlichen dielektrischen Ozonisators, zur erläutern,ist daran zu erinnern, daß die elektrische Entladung in einer solchen Art von Ozonisator mit einer Spitze-Ebene-Entladung vergleichbar ist. Die Mikrorauhigkeiten des Dielektrikums bewirken, daß die Entladungen im allgemeinen von gut lokalisierten Stellen ausgehen, die immer dieselben bleiben. Die Intensität der von einer Stelle des Dielektrikums ausgehenden Entladung ist proportional der Produktion von Ozon und die vom Ozonisator absorbierte Intensität ist die Summe aller Intensitäten der Mikroentladungen. Bei konstanter Versorgungsspannung und für einen gegebenen Leistungsfaktor liegt im wesentlichen Proportionalität zwischen der Leistung und der Produktion von Ozon vor.

Andererseits verknüpft die Manley-Formel bei einem her-

kömmlichen dielektrischen Ozonisator die absorbierte Leistung mit verschiedenen, den Ozonisator charakterisierenden elektrischen Parametern:

W = 4 F.C_d. E_n [ü_m- <g!L- ₊ 1) E

wobei ist C, Kapazität des Dielektrikums Glas

W pro Elektrode abgegebene Leistung F Frequenz der Energiequelle

E_Q Stromeinsatzspannung, Funktion verschiedener Parameter

ü Scheitelspannung
C Kapazität des Dielektrikums Luft.

Wenn alle Parameter außer der Frequenz konstant sind, ist die pro Ozonisierungsröhre absorbierte Energie theoretisch proportional zur Frequenz. Es ist daher wünschenswert, den Ozonisator mit einer Frequenz zu speisen, die ausreicht, daß eine solche Leistung absorbiert wird, daß der Ozonisator die erforderliche Ozonmenge erzeugt. Dies läuft auf eine ■ Vervielfachung der Anzahl von Punktentladungen pro Röhre und Sekunde hinaus. Die Produktion von Ozon wird also durch eine Erhöhung der Frequenz begünstigt, was dazu führt, den Ozonisator mit einer über der Netzfrequenz(50 Hz)liegenden Frequenz zu speisen.

Ein anderer Grund, der dazu führt, die Frequenz zu erhöhen, besteht darin, die Wirkung des Gegenfeldes zu beschränken, das durch die Oberfläche des Dielektrikums elektrisierende Ladungen hervorgerufen wird. Je höher die Frequenz ist, desto schneller werden diese beseitigt und desto weniger vermindert das durch sie erzeugte Gegenfeld die Wirkung des eingespeisten elektrischen Felds. Diese Elektrisierung vermindert den Entladestrom und damit die Produktivität von Ozon.

Die Erhöhung der Frequenz ist jedoch durch die tatsächlich gebotenen Möglichkeiten der Leistungsthyristoren, bei einer

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Mittelfrequenz zu arbeiten, beschränkt.

Diese verschiedenen Überlegungen führen dazu, eine Arbeitsfrequenz der Größenordnung von 2000 bis 5000 Hz und vorzugsweise von ungefähr 2000 Hz in Anbetracht der tatsächlichen Technologie der Thyristoren zu wählen. Dennoch sind diese Werte in keiner Weise einschränkend zu verstehen,denn:

der Zwang zur Abstimmung der Primär- und Sekundärkreise des Transformators erlegt·, gemäß der Anzahl der parallelen Ozonerzeugerelemente und der Werte der Selbstinduktionskoeffizienten L auf der Primär- und Sekundärseite, eine gewisse Streuung der Resonanzfrequenz auf,

der technologische Fortschritt bei Thyristoren kann dazu führen, daß eine höhere Frequenz in Zukunft verwendet wird.

Was nun die Wahl der Leistung pro Röhre bzw. Ozonerzeugerelement anbelangt, zeigt sich, das die Kurve W = F(E_Q), wobei F die Manley-Formel darstellt, ein Maximum für 2 E_n-

(1 + C /C) zeigt, was man durch Ableiten der Manley-Formel erhält, ed

In der Umgebung der Maximalieistung zeigt die Ozonisierungsleistung die maximale Stabilität. Es ist daher sehr wünschenswert, den Ozonisator mit einer solchen Scheitelspannung ü zu speisen, daß vorstehende Beziehung erfüllt ist, also bei Maximalleistung zu arbeiten.

Dies zeigt, daß der herkömmliche dielektrische Ozonisator viel Energie absorbieren würde, wenn er im Dauersinusbetrieb mit mittlerer Frequenz und unter Einhaltung der genannten Beziehung betrieben würde. Ein Vorteil der Art von Speisung mit Wellenzügen besteht darin, daß die Nennleistung sehr hoch und die Anzahl der mittleren Joules pro Sekunde nicht einen Wert überschreiten kann, der eine vernünftige Erwärmung des Ozonisators unter Berücksichtigung seiner Eigenschaften und der Leistungsfähigkeit seines Kühlsystems gewährleistet.

Natürlich wäre zur Verhinderung der Zerstörung von bereits gebildetem Ozon nach der Gleichung 35

e + O₃ * O₂ +0"+ 42 kJ

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das Ideal, daß ein gegebenes zu behandelndes Luft- oder Sauerstoffvolumen ν es dies nur einmal wäre, d.h., daß der nachfolgende Wellenzug erst erscheint, wenn das vorangehende Volumen ν abgezogen worden ist. Dies würde implizieren, daß die gesamte Energie in das Gasvolumen ν während der Zeit eines einzigen Wellenzuges während jeder Basiszeitdauer T. eingebracht wird, und daß die zwei Wellenzüge trennende Zeit der Abzugszeit entspricht.

In Anbetracht der tatsächlichen Technologie dielektrischer Ozonisatoren ist jedoch leider eine solche Beziehung nur schwer zu verwirklichen. So wäre es beispielsweise für ein Erzeugerelement, das 1 Liter/Sekunde abgibt, notwendig, 900 J/Sekunde während einer sehr kurzen Zeit mit einer Periodizität von 1 Sekunde einzubringen.

Die Leistung wäre sehr erheblich und die Thyristoren müßten unverhältnismäßig überdimensioniert werden, was zu einer Kompromißlösung zwingt.

Es ist im übrigen zu beachten, daß der Ausdruck "Wellenzüge" nicht einschränkend zu verstehen ist und auch die Fälle, daß jeder Wellenzug aus mehreren Wellenverläufen gebildet ist oder daß er nur einen einzigen Wellenverlauf, d.h. eine positive und eine negative Halbwelle, aufweist, umfassen soll.

Wenn man nochmals zu Figur 5 zurückkehrt, so sieht man, daß der Ozonisator eine diskontxnuierlxche Spannung erhält, die aus mehreren Gruppen P1, P2, ... gebildet ist, von denen jede aus mehreren durch eine Wechselrichtervorrichtung gelieferten Halbwellen besteht. Die Amplitude dieser Gruppen von Halbwellen kann von der Größenordnung einiger kV sein, die Frequenz kann beispielsweise 2000 Hz betragen.

Die Wellenzüge P1, P2, ... werden durch eine Folge von Auslöseimpulsen 11, 12, ... ausgelöst, die beispielsweise von einer Steuervorrichtung der oben beschriebenen Art erzeugt werden.

Der Aufbau der Figur 12 umfaßt eine gemeinsame Energiequelle 101, die beispielsweise vom Netz 102 gespeist wird

\J I V^/ KJ ^J KJ \J

Trailigaz, ... P--1207--. --

und eine Gleichrichterschaltung 103 sowie eine Glättungsdrossel 104 aufweist, so daß sie an ihren Ausgangsklemmen 105 und 106 eine Gleichspannung liefert, die durch eine Kondensatorbatterie -|07 gefiltert wird. ^Di^e Klemmen 105 und sind mit einer Verteilerleitung 108 verbunden, von der parallel η Ozonisatoreinheiten 109-1 bis 109-n abgehen, wobei der beschriebene und dargestellte Aufbau als Beispiel acht Ozonisatoreinheiten aufweist.

Jede dieser Einheiten umfaßt einen Wechselrichter 110 zur Umwandlung der Gleichspannung der Leitung 108 in eine Spannung, die durch einen Wellenzug gebildet ist, von dan jede Gruppe P1, P2, ... mehrere Halbwellen umfaßt, wie dies in Figur 5 dargestellt ist. Dieser Wellenzug erscheint an den Klemmen 111 des Wechselrichters unter der Bedingung, daß ein Auslösesignal auf letzteren über eine Leitung 112 gegeben wird. Der Wellenzug wird auf einige kV hochgespannt und dann auf einen Ozonisator 113 der oben beschriebenen Art gegeben.

Alle Ozonisatoreinheiten 109-1 bis 109-n werden durch eine Regelungskette 115 gesteuert, die dazu bestimmt ist, die auf die Leitungen 112 gegebenen Auslösesignale so zu liefern, daß der Energiebedarf an die Leitung 108 immer nur von einem einzigen Wechselrichter 110 auf einmal herrühren kann.

Die Regelungskette ist mit jeder Einheit 109-1 bis 109-n über drei Leitungen 116, 117 und 118 verbunden, auf welchen die folgenden Signale durchgehen:

•ßuf Leitung 116: ein Meldesignal, das den Rechenschaftsbericht über das tatsächliche Arbeiten der zugehörigen Einheit 109-1 bis 109-n ausdrückt. Tatsächlich ist dieses Signal ein Abbild der von der in Rede stehenden Ozonisatoreinheit absorbierten elektrischen Energie.

Auf Leitung 117: ein Ja-Nein-Meldesignal, das angibt, ob die der Leitung zugehörige Ozonisatoreinheit in Betrieb ist oder nicht.

Auf Leitung 118: ein Parameter, der die durch eine zu-

Trailigaz, .... : P--1207 ^:

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gehörige Ozonisatoreinheit gelieferte Ozonproduktion darstellt. Auf den Leitungen 118 gehen also Signale durch, die die momentane Produktion von Ozon wiedergeben.

Die Regelungskette 115 ermöglicht so nicht nur eine korrekte zeitliche Abstimmung der über die Leitungen 112 auf die Wechselrichter 110 gegebenen Signale derart, daß in keinem Fall zwei Wechselrichter gleichzeitig in Betrieb gesetzt werden, sondern auch eine Regelung der Ozonisierungsleistung durch Einwirken auf die Breite der Auslösesignale. Mit anderen Worten, diese Regelungskette gestattet eine Regelung der Breite der in Figur 5 dargestellten Impulse 11, 12, ...

Im folgenden wird nun eine erste Ausführungsform der Regelungskette beschrieben, nach welcher diese in Form einer verdrahteten Schaltung von im wesentlichen analoger Natur gebildet ist. Aus dem folgenden wird noch ersichtlich werden, daß die Regelungskette 115 auch mit Hilfe eines Mikroprozessors verwirklicht werden kann, der die gleichen Funktionen wie die verdrahtete Schaltung der Figur 13 bietet.

Diese Regelungskette umfaßt η Regelschleifen 119, wobei nur die der Ozonisatoreinheit 109-1 zugeordnete Schleife dargestellt ist. Die Kette umfaßt auch eine Synchronisationsvorrichtung 120, die allen in Figur 12 dargestellten Ozonisatoreinheiten 109-1 bis 109-n gemeinsam ist.

Die Regelschleife 119 (Figur 13) umfaßt eine Referenzspannungsquelle 121, die mittels eines einstellbaren Potentiometers verwirklicht ist. Der Läufer desselben ist mit dem Eingang eines !Comparators 122 verbunden, der einen Verstärker in direkter Kette umfaßt. Der Ausgang dieses Komparators 122 ist mit einer Integrierschaltung 123 verbunden, auf die das Fehlersignal der Regelschleife gegeben wird, das durch den Komparator 122 ausgehend vom Referenzsignal (Quelle 121) und einem Gegenkopplungssignal geliefert wird, das über einen Wiederstand 124 ebenfalls auf diesen Komparator gegeben wird. Der Ausgang des Integrators 123 ist einerseits mit einem Wandler 125 verbunden, der ausgehend vom Ausgangsignal des Integrators 123 ein in der Impulsbreite moduliejrtes Signal herstellt, wo-

Trailigaz, ...

bei dieses Signal an einer Ausgangsklemme 126 erscheint. Dieses Signal ist es, das den Wechselrichter 110 der Ozonisiereinheit, an die die betrachtete Regeischleife 119 angeschlossen ist, steuert. Die im Wandler 125 vorgenommene Wandlung geschieht mittels eines linear ansteigenden Rampensignals, das auf diesen über eine Leitung 127 ausgehend von der gleich noch zu beschreibenden Synchronisierschaltung 120 gegeben wird.

Das momentane Ozonisierungssignal jeder Schleife wird auf diese letztere über die betreffende Leitung 118 nämlich auf einen Trennverstärker 128 gegeben, dessen Ausgang auf die Regelschleife 119 über eine Integrierschaltung 129 rückgekoppelt wird, die einen Operationsverstärker aufweist, dessen Effekt auf die Regelschleife ein Vorhalt (Differenzial) ist.

Man sieht also, daß die Regelschleife 119 die dem Fachmann bekannte PID-Regelung (Proportional-Integral-Differential) der durch sie zu verarbeitenden Signale bewirkt.

Die Synchronisierschaltung 120 umfaßt η Eingangswiderstände 130, die entsprechend mit den Ausgängen der Verstärker 123 der η Regelschleifen 119 der Regelungskette verbunden sind. Die Eingangswiderstände gehen gemeinsam auf einen Summierungspunkt 131 eines Summierers 132, der einen Operationsverstärker aufweist, zwischen dessen Ein- und Ausgang ein Regelwiderstand 133 angeschlossen ist. Der Ausgang des Summierers 132 ist mit einem Spannungs-Frequenzwandler 134 verbunden, in welchem das vom Summierer 132 ausgegebene Signal in eine Folge von in der Breite kalibrierten Impulsen umgewandelt wird, deren Frequenz in geeigneter Weise geteilt ist, um das Signal den nachfolgenden Schaltungen anzupassen.

So ist der Ausgang des Wandlers 134 einerseits mit einer Aufreihschaltung 135 und andererseits einem an sich bekannten Linearrampengenerator 136 verbunden, der einen mit einer kapazitiven Gegenkopplungsschaltung verbundenen Verstärker hoher Verstärkung aufweist.

Das Ausgangssignal des Generators 136 wird gleichzeitig auf einen ersten Eingang 137a von η Analogtoren 137 gegeben,

Trailigaz, — ; P. .1207

die entsprechend den in Figur 12 dargestellten Ozonisiereinheiten 109-1 bis 109-n zugeordnet sind. Ein zweiter Eingang 137b jedes dieser Tore 137 ist entsprechend mit einem der Ausgänge der Aufreiheschaltung 135 verbunden, so daß diese Tore der Reihe nach in Tätigkeit gesetzt werden, und so das zeitlich abgestimmte Arbeiten der Ozonisiereinheiten 109-1 bis 109-n bewirken. Jedes Tor 137 ist ferner über einen dritten Eingang 137c mit der entsprechenden Leitung 117 verbunden, um zu erreichen, daß ein bestimmten Tor 137 nur öffnet, wenn die entsprechend;·der Ozonisiereinheit 109-1 bis 109-n in Aktion treten soll. Die Ausgänge der Tore 137 sind entsprechend mit den Eingängen 127 der Wandler 125 der Regelschleifen 119, die den betreffenden Ozonisiereinheiten zugeordnet sind, verbunden.

Die gerade beschriebene Schaltung sorgt im wesentlichen für zwei Funktionen:

a) die Einstellung der Breite der an den Klemmen erscheinenden Impulse 11, 12, ..., wodurch sich eine Regelung der Ozonisierungsleistung gewinnen läßt, ■

b) die Steuerung der Anzahl von Impulsen und folglich der Wellenzüge pro Zeiteinheit, wobei diese Impulse gemäß einer wohldefinierten Folge auf die einzelnen Ozonisierungseinheiten 109-1 bis 109-n verteilt werden.

Das am Ausgang des Verstärkers 123 jeder Regelschleife 119 erscheinende Signal ist ein Abbild der Ozonisierungsleistung jeder Einheit 109-1 bis 109-n, und dieses Signal wird mit einer durch die Synchronisierschaltung an den Ausgängen der Tore 137 gelieferten linearen Rampe verglichen. Die Ermittlung des Beginns der Rampe und der Gleichheit des Leistungssignals mit einem Punkt der Rampe gestattet die Transformation des Analogsignals 118 des Verstärkers 123 in eine Breite von Impulsen, was eine Wirkungsweise ist, die der eines herkömmlichen Analog-Digitalwandlers entspricht.

Folglich ist das an der Klemme 126 jeder Regelschleife 119 erscheinende Ausgangssignal ein Signal, das in der Impulsbreite mo-

Trailigaz, ... .--. Ρ-Ί20.?*-"

duliert ist, um es auf den durch die Quelle ¹²² gelieferten Referenzwert zu regeln.

Die Synchronisierschaltung 120 sorgt für die Steuerung der Anzahl der an jede Ozonisiereinheit 109-1 bis 109-n gelieferten Impulszüge ausgehend von einem Signal, das das Abbild der Gesamtheit der durch diese Einheiten gelieferten Ozonisierleistung ist. Dieses Signal wird durch den Summierer 132 gewonnen und im Spannungs-Frequenzwandler 134 in eine Anzahl von Impulsen pro Zeiteinheit umgewandelt, wobei jeder Impuls einen Bruchteil der gelieferten Gesamtleistung ausdrückt, um so eine Rampe zu erzeugen, die aufeinanderfolgend auf jede der Regelschleifen 119 nach Bestätigung in den Toren 137 gegeben wird. Es ist zu beachten, daß so die Anzahl von Impulsen pro Zeiteinheit die Amplitude der durch die Einrichtung gelieferten Gesamtleistung ausdrückt.

Der Widerstand 133 ermöglicht eine Einstellung der Verstärkung der gerade beschriebenen Schaltung.

Das vom Wandler 134 ausgegebene Signal bidet eine veränderbare Zeibasis, mit deren Hilfe man ein sequentielles Einordnen des Arbeitens der Ozonisiereinheiten 109-1 bis 109-n erhält. Die Impulse dieses Signals steuern auch Anfang und Ende der im Rampengenerator 136 erzeugten Rampen.

Figur 14 stellt das Flußdiagramm der Steuerung dar, die mittels der Tore 137 erreicht wird. Der Kasten 138 stellt das Erscheinen des Zeitbasissignals (Wandler 134) dar, 139 symbolisiert das Lesen des Zustands der betrachteten Ozonisiereinheit, und in 140 wird geprüft, ob diese Einheit ausgelöst bzw. getriggert ist. Wenn dies der Fall ist, wird das Signal der sequentiellen Einordnung durch das betrachtete Tor 137 geführt (142), wonach eine Inkrementierung (143) der Schaltung der sequentiellen Einordnung 135 stattfindet. Wenn der Zustand der Ozonisiereinheit nicht passend ist, erfolgt eine direkte Inkrementierung der Schaltung 135 und der Ablauf wird auf das Lesen des Zustands der nächsten Ozonisiereinheit zurückgeschleift (144).

Figur 15 zeigt ein detaillierteres Schema der Schaltung

Trailigaz, ... --*-Ρ'_Ί20-7

der sequentiellen Einordnung 135. Diese erhält auf ihrem Eingang 144 das vom Wandler 134 kommende Zeitbasissignal. Nach Formung desselben im RC-Glied 145 wird es auf ein ODER-Glied 146 gegeben, das mit seinem Ausgang an einen Ringzähler 147 angeschlossen ist, dessen drei Binärausgänge mit zugehörigen UND-Gliedern 148 verbunden sind, die durch das an der Klemme 144 erscheinende Eingangssignals mittels ihres anderen Eingangs gültig gemacht werden. Die Ausgänge der UND-Glieder sind mit einem Dekodierer 149 verbunden, der aufeinanderfolgend an seinen Ausgangsklemmen für die Analogtore 137 bestimmte Freigabesignale liefert.

Die Zeitbasisimpulse werden so im Zähler 147 gezählt und dann im Dekodierer 149 dekodiert. Wenn irgendein Tor 137 das Zustandslesesignal an seiner Klemme 137c nicht erhält, wird ein Signal in Gegenkopplung auf der Leitung 150 erzeugt und dieses Signal über einen monostabilen Multivibrator 151 auf das ODER-Glied 146 gegeben, was den Zähler 147 um einen Schritt vorrücken läßt, damit die folgende Ozonisiereinheit aktiviert werden kann.

Figur 16 zeigt eine andere Ausführungsform der Ozonisiereinrichtung, welche eine Stromversorgung 152 enthält, die identisch mit der in Figur 12 dargestellten ist. Diese liefert dauernd Hochspannung in Hochfrequenz (beispielsweise 2000Hz) an eine Reihe von Ozonisatoren 154-1 bis 154-n über gesteuerte Gleichrichter 155, die gegensinnig angeordnet sind und durch Steuerschaltungen 156getriggert werden, die ihrerseits durch Triggersignale aktiviert werden, die hinsichtlich der Impulsbreite moduliert sind und auf die gleiche Weise erzeugt werden, wie sie in Bezug auf die Ausführungsform der Figur 12 beschrieben worden ist. Die Steuerschaltungen 156 sind also zu einer Regelungskette verbunden, die, abgesehen von der Anpassung der Signale, die gleiche ist, wie sie schon hinsichtlich der ersten Ausführungsform der Einrichtung (Figuren 12 bis 15) beschrieben worden ist.

Die gesteuerten Gleichrichter 155 sind mit Ozonisiereinheiten 156 über Aufspanntransformatoren 157 verbunden.

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Die Einrichtung der Figur 16 umfaßt auch einen Lastwiderstand 158, der durch gesteuerte Gleichrichter 159 über eine Steuerschaltung 160 in den Kreis geschaltet werden kann, die ihrerseits durch die Regelungskette 115 ausgelöst wird, wenn keine der Ozonisiereinheiten 154-1 bis 154-n in Betrieb ist. Der Wechselrichter 153 ist daher immer auf eine Last geschaltet, was Störungen auf seinem Ausgang bei den Umschaltübergängen zwischen den Abgabeperioden von Energie an die Ozonisiereinheiten vermeidet.

Obwohl gemäß vorstehender Beschreibung die Regelungskette eine verdrahtete Schaltung aufweist und durch Logik- und Analogeinheiten gebildet sein soll, ist darauf hinzuweisen, daß sich die Erfindung nicht auf eine solche Ausführungsform beschränkt. Die durch die verdrahtete Schaltung realisierten Funktionen können auch mittels eines hierzu geeigneten Mikroprozessors durchgeführt werden.

Der Mikroprozessor muß die Grundfunktion der Erzeugung und Verteilung von in der Breite modulierten Impulsen, die in geeigneter Reihenfolge auf die einzelenen Ozonisiereinheiten gegeben werden, erfüllen, wobei Anzahl und Breite der Impulse die Leistung charakterisieren. Zur Ausführung dieser Grundfunktion ist es zweckmäßig, für mehrere Sekundärfunktionen zu sorgen, die, obwohl sie oben in Bezug auf die verdrahtete Ausführungsform bereits beschrieben wurden, im folgenden noch einmal zusammengefaßt werden, um die Funktionen klarzu~ machen, die vom Mikroprozessor durchgeführt werden müssen.

Eine erste Sekundärfunktion ist durch einen Rechenalgorithmus gebildet, der die Modulation der mittleren Leistung für η Ozonisiereinheiten im Rahmen von η Regelkreisen gestattet, deren Ausgangsgröße eine Funktion der Ozonisation ist. Die Ausgangsgröße der Regelkreise, von der gleichen Art für alle η Regelkreise, kann ein in Wasser gelöster Ozonrest, eine Ozonkonzentration oder irgendeine andere Funktion der Erzeugung von Ozon sein, wobei der im wesentlichen durch den Mikroprozessor verwirklichte Folgesteuerungsmechanisraus also durch die folgenden Elemente regiert wird:

Trailigaz,

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- den Rechenalgorithmus, der eine Proportionalfunktion, Integralfunktion und/oder abgeleitete Funktion oder irgendeine andere Analogfunktion umfaßt,

- die Referenz- und Ausgangsgrößen, - die Ozonisiereinheiten.

Die Referenz- und Ausgangsgrößen werden auf die gleiche Weise wie oben gewonnen und nach Umwandlung in Digitalform auf den Mikroprozessor gegeben. Der Rechenalgorithmus für die Ozonisierungsleistung wird η Mal wiederholt, was die Berechnung der Abweichung,die f. genannt sei, zwischen der Referenzgröße und der Ausgangsgröße erreicht, und arbeitet das Vorzeichen der Abweichung zwischen diesen beiden Größen heraus.

Wenn die Referenzgröße über der Ausgangsgröße liegt, bewirkt der Mikroprozessor eine proportionale Korrektur, d.h. · eine Erhöhung der Ozonisierleistung nach einer linearen Gesetzmäßigkeit, deren Steigung bei Inbetriebnahme der Einrichtung vor Ort einstellbar ist. Wenn Q der Winkelkoeffizient der Steigung ist, man bezeichnet mit Q eine einer Leistung gleichnamige Zahl, dann ist die für die Proportionalkorrektur erforderliche Leistung in jedem Moment gleich £ Q. Man kann auch eine Integralfunktion vorsehen, deren Ziel die Kompensation des Nachziehfehlers ist. Sie läuft darauf hinaus, daß zu £ Q ein zu £. proportionaler Wert, multipliziert mit der Integrationszeit und einem vor Ort einstellbaren Koeffizienten, hinzugefügt wird. Dies ist die Integralkorrektur. Die Integrationszeit kann auch vor Ort einstellbar sein.

Wenn die Referenzgröße unter der Ausgangsgröße liegt, wird die zugeführte Leistung um die Summe aus £. Q und der Integralkorrektur nach den gleichen Gesetzmäßigkeiten wie oben vermindert. Es ist möglich, die Restausgangsgröße der Regelung vermehrt um ein Signal, das die Funktion einer Antizipationsgröße ausübt, zu nehmen. Ein Bruchteil des Verstärkersignals kann beispielsweise der Durchfluß oder die Ozonisierungsleistung der Ozonisierungseinheiteri sein. Dieses Verfahren ermöglicht eine Verbesserung des Kompromisses Stabilität-Präzision.

Trailigaz, ...

Eine weitere Funktion, die der Mikroprozessor leisten muß, besteht in der Auswahl der Definition der Wellenzüge für jeden der η Regelkreise unter Berücksichtigung der Ozonisierungsleistung, die für jeden dieser η Kreise notwendig ist.

Man erhält durch Berechnung eine Anzahl von Wellenzügen pro Sekunde und eine Anzahl von Halbwellen pro Sekunde, wobei der Mikroprozessor die Ozonisierungsleistung gespeichert hält, die den positiven und negativen Halbwellen der Wellenzüge entspricht.

Zwei weitere Funktionen gestatten einerseits die Berechnung der Anzahl von Ruhehalbwellen zwischen Wellenzügen und andererseits die Bestimmung der Ruhezeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen zur Steuerung der Auslösung der Wellenzüge.

Schließlich ist eine weiter Sekundärfunktion durch die Steuerung des Arbeitens der Ozonisiereinheiten während der Abgabe des Synchronauslösesignals gebildet. Diese Steuerung wird durch einen in unmittelbarer Nähe jeder Ozonisiereinheit angeordneten Meßfühler verwirklicht, der ein Telemetriesignal liefert, das sowohl der Ozonisierleistung als auch dem elektromagnetischen Geräusch proportional ist, das durch den Corona-Effekt im Ozonisator erzeugt wird. Die Feststellung dieses Geräuschs ist der Beweis des Arbeitens der Ozonisiereinheit.

Der Mikroprozessor kann mit einer Ein/Ausgabe-Schnittstelle verbunden sein, welche die gleichen Signale erhält, wie sie auf die Regelungskette der Figur 12 gegeben werden. Diese Schaltung kann durch eine unter der Bezeichnung NP 20 von der Firma Burr Brown vertriebene integrierte Schaltung gebildet sein, während es sich bei dem Mikroprozessor um einen solchen handeln kann, der unter der Bezeichnung 8008, 8080, 6800, Z80 oder ähnliches verfügbar ist.

Ki/sch

Claims (27)

Verfahren zur elektrischen Versorgung eines Ozonisators und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Priorität: 06. März 1980 - Frankreich - Nr. 80 05 012 07. Jan. 1981 - Frankreich - Nr. 81 00 130 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur elektrischen Versorgung einer Ozonerzeugereinheit, welche wenigstens zwei einander gegenüberstehend angeordnete leitende Elektroden aufweist, zwischen denen ein zu ozonisierendes Gas strömt, dadurch g e k e η η zeichnet, daß auf diese Elektroden Wechselspannungswellenzüge, deren Amplitude zur Erzeugung elektronischer Entladungen zwischen den Elektroden geeignet ist, mit einer solchen Wiederholfrequenz gegeben werden, daß ein durch einen Wellenzug behandeltes Gasvolumen wenigstens zum Teil bereits

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aus dem Raum zwischen den Elektroden abgezogen ist, wenn der nächste Wellenzug aufgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die elektronische Entladungen erzeugenden Wellenzüge mit Ruhezeiten zur Abwechslung gebracht werden, während derer die auf die Elektroden gegebene Spannung null ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Entladungen erzeugende Wellenzüge mit anderen Wellenzügen zur Abwechslung gebracht werden, deren Amplitude zur Erzeugung einer elektronischen Entladung zwischen den Elektroden nicht ausreicht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Wechselspannung plötzlich zu einem Wechsel zwischen den zur Erzeugung der elektronischen Entladungen zwischen den Elektroden ausreichenden bzw. nicht ausreichenden Werten gebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Amplitude der Wechselspannung so moduliert wird, daß sie sich allmählich zu beiden Seiten einer Schwellenspannung (U₃),oberhalb derer die elektronischen Entladungen in der Ozonerzeugereinheit entstehen und unterhalb derer diese Entladungen fehlen, ändert.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannungswellenzüge mittels eines Wechselrichters erzeugt werden, dessen Arbeiten periodisch in Ganggesetzt und unterbrochen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , daß die Wechsel-

Trailigaz, ... -" _{: :}[[ _:" ■ P~ '^r2Q~i

spannung veränderbare Amplitude mittels eines Wechselrichters erzeugt wird, bei dem die Versorgungsgleichspannung verändert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß Wellenzüge konstanter Dauer auf den Ozonisator gegeben werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Wellenzüge konstanter Dauer während aufeinanderfolgender gleich langer Basiszeitdauern aufgegeben werden und daß die Anzahl der während jeder Basiszeitdauer aufgegebenen Wellenzüge als Funktion der gewünschten Ozonproduktion verändert wird. 15

10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Wellenzüge während aufeinanderfolgender gleich langer Basiszeitdauern aufgegeben werden und daß die Dauer der während jeder Basiszeitdauer aufgegebenen Wellenzüge als Funktion der gewünschten Ozonproduktion verändert wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß für die Wechselspannung eine Frequenz zwischen ungefähr 2000 und 5000 Hz gewählt wird.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Mittelfrequenzwechselrichter (14) mit einem Transformator (15), dessen Sekundärseite (16) mit den Klemmen der Ozonerzeugereinheit (2) verbunden ist, und eine Schaltung (23 -28; 66-70) zur periodischen Steuerung der Aufgabe der die elektronischen Entladungen erzeugenden Wellenzüge auf die Ozonerzeugereinheit (2) durch den Wechselrichter (14) umfaßt.

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13. Vorrichtung nach Anspruch 12, in Rückbezug auf Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung eine Schaltung (H) zur Erzeugung eines Rechteck-Zeitbasissignals (A) und eine periodisch das Einsetzen und Anhalten des Wechselrichters (14) steuerende Logikeinrichtung (26) umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Wechselrichter einen Kondensator sowie einen ersten und einen zweiten Thyristor zur abwechselnden Entladung und Ladung des Kondensators durch die Primärseite des Transformators umfaßt, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerschaltung einen dritten Thyristor (th_.) umfaßt, der in Reihe mit dem Kondensator (C) an den Klemmen der Gleich-Spannungsquelle (18) des Wechselrichters für ein dem Einsatz jedes Wellenzugs vorangehendes Aufladen des Kondensators (C) vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Steuerschaltung ein erstes, zweites und drittes Analogtor (23, 24, 25), die normalerweise offen sind, im Steurelektrodenkreis des ersten, zweiten bzw. dritten Thyristors (th., th₂, th_) sowie eine Initialisierungs-Logikschaltung (27) zur Leitendsteuerung des für die Entladung des Kondensators (C) bestimmten ersten Thyristors (th_), wobei die Steuer-Logikeinrichtung (26) so eingerichtet ist, daß sie das erste, zweite und dritte Analogtor (23, 24, 25) ansprechend auf das Erscheinen einer Anstiegsflanke eines Rechtecks des Zeitbasissignals (A) öffnet, wobei das Schließen des dritten Analogtores (25) das Leitendwerden des dritten Thyristors (th-.) und das Aufladen des Kondesators (C) während einer bestimmten Zeitdauer bewirkt, zum Öffnen des dritten Analogtores (25) am Ende der bestimmten Zeitdauer, zur Bewirkung, nach Abschluß der bestimmten Zeitdauer, der Aufgabe eines Initialisierungsimpulses durch die Initialisierungs-Logikschaltung (27) auf den ersten Thyris-

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tor (th..)/damit dieser leitend wird und das Arbeiten des Wechselrichters (14) in Gang setzt,und zum öffnen des ersten und des zweiten Analogtores (23, 24) und Anhalten des Arbeitens des Wechselrichters (14) ansprechend auf das Erscheinen der hinteren Flanke des Rechtecks des Zeitbasissignals (A) umfaßt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, in Rückbezug auf Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Logikeinrichtung (26) und die Schaltung (H) zur Erzeugung des Zeitbasissignals durch einen Mikroprozessoraufbau (36 bis 38) gebildet ist, der ein die gewünschte Ozonproduktion wiedergebendes Referenzsignal (REF) erhält, der als Funktion des Referenzsignals die Anzahl der während der Basiszeitdauer aufzugebenden Wellenzüge berechenet und der die Thyristoren (th.., th₂, th_) des Wechselrichters so steuert, daß während der Basiszeitdauer die berechnete Anzahl von Wellenzügen erzeugt wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, in Rückbezug auf Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (H) zur Erzeugung des Zeitbasissignals einen Analogsignal-Impulsdauerwandler (63) umfaßt, auf den ein die Differenz zwischen der gemessenen und der gewünschten Ozonproduktion wiedergebendes Analogsignal gegeben wird.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der Wechselrichter einen ersten und einen zweiten Spannungsgenerator (20, 21), die in den Steurelektrodenkreisen des ersten bzw. des zweiten Thyristors (th.. , th„) vorgesehen sind, sowie einen ersten und einen zweiten Stromwandler (Tl., TI„), die in Reihe mit dem ersten bzw. zweiten Thyristor (th.., th„) angeordnet und mit dem zweiten bzw. ersten Spannungsgenerator (21, 20) verbunden sind, so daß sie die letzteren erregen und, ansprechend auf die Feststellung des Verschwindens des Stroms im zu-

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gehörigen Thyristor, den anderen Thyristor leitend steuern, dadurch gekennzeichnet , daß sie ein ODER-Glied (28) mit zwei Eingängen umfaßt, von denen der eine mit dem dem zweiten Thyristor (th~) zugeordneten Stromwandler (TI₂) und der andere mit der Initialisierungs-Logikschaltung (27; AD., 36) verbunden ist, wobei der Ausgang des ODER-Glieds(28) mit dem ersten Spannungsgenerator (20) für den Steuerelektrodenkreis zur Leitendsteuerung des ersten Thyristors (th.,) bei Vorhandensein eines Leitungssteuersignals an wenigstens einem der Eingänge des ODER-Glieds verbunden ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 12, in Rückbezug auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Logikschaltung (66), die ein das gewünschste Variationsgesetz für die auf die Ozonerzeugereinheit zu gebende Wechselspannungsamplitude wiedergebendes Digitalsignal erzeugt, eine Vorrichtung (69) zur Umwandlung des Digitalsignals in Analogsignale, eine Vorrichtung (6 7, 68) zur Modulation der Netzspannung, die durch die Analogsignale der Wandlereinheit (69) gesteuert wird, und einen Gleichrichter-Transformator (70) umfaßt, der an seinem Ausgang eine die modulierte Netzspannung abbildende Gleichspannung erzeugt, wobei diese Gleichspannung die Versorgungsspannung für den Wechselrichter (14) darstellt.

20. Ozonisiereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit einer Gruppe von η Ozonisatoren, die über eine gemeinsame Energiequelle mit aufeinanderfolgenden Wechselspannungszügen versorgt werden, wobei die Aufgabe der Wellenzüge unter der Steuerung einer Steuervorrichtung erfolgt, welche Auslösesignale erzeugt, die selektiv den Durchgang elektrischer Energie in Form von von der gemeinsamen Spannungsquelle kommenden Wellenzügen zu den Ozonisatoren gestatten, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Rege-

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lungskette (115), die eine Einrichtung (119, 120) aufweist, mit der die Dauer der Auslösesignale nach einem Einstellwertsignal unter Berücksichtigung der durch die η Ozonisatoren erzeugten Gesamtozonisierung geregelt wird, wobei diese Dauer derjenigen jedes der aufeinanderfolgenden Wellenzüge entspricht, sowie eine Synchronisiereinrichtung (134, 135, 137), die bewirkt, daß stets nur ein Ozonisator mit der gemeinsamen Energiequelle (101) beaufschlagt wird, umfaßt.

21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch g e k e η η zeichnet, daß jeder Ozonisator (113) mit der gemeinsamen Energiequelle (101) über seinen eigenen Wechselrichter (110) verbunden ist, der durch das Auslösesignal ausgelöst wird.

22. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch g e k e η η zeichnet, daß sie einen gemeinsamen Wechselrichter (153) umfaßt, der zwischen der gemeinsamen Energiequelle (101) und den η Ozonisatoren (154-1 bis 154-n) über η Aus-Wahleinrichtungen (155, 156) liegt, die durch die Auslösesignale so gesteuert werden, daß der bedingte Durchgang des Ausgangssignals des Wechselrichters (153) stets jeweils nur zu einem der Ozonisatoren (154-1 bis 154-n) gestattet ist.

23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (119, 120) zur Regelung der Dauer der Auslösesignale für jeden Ozonisator (113) aus der Gruppe der η Ozonisatoren (109-1 bis 109-n) eine Regelschleife (119) umfaßt, die ein Signal für die Abweichung der durch diesen Ozonisator produzierten Ozonmenge von der Referenz (121) erzeugt, daß die Synchronisiereinrichtung (134, 135, 137) als Funktion der von allen Ozonisatoren produzierten Ozonisiergesamtleistung eine Folge von Rampensignalen erzeugt, deren Frequenz eine Funktion dieser Gesamtleistung ist, und daß eine

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Einrichtung (125) zum Vergleich der Rampe mit dem Fehlersignal zur Erzeugung der Auslösesignale veränderbarer Dauer vorgesehen ist.

24. Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet , daß jede Regelschleife (119) eine Proportional-Integral-Differential-(PID-)Regelung liefert.

2'5. Einrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch g e kennzeichnet, daß die Regelungskette (115) eine verdrahtete Schaltung aufweist.

26. Einrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch g e kennzeich η et, daß die Regelungskette (115) einen Mikroprozessor aufweist.

27. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet , daß die Synchronisierschaltung einen Summierer (130) zur Erzeugung der Summe aller durch die Regelschleifen (119) gesammelten Abweichungssignale, einen Spannungs-Frequenzwandler (134), einen mit dem Ausgang des Wandlers verbundenen Rampengenerator (136) ,und eine Gruppe von η Analogtoren (137), die entsprechend mit den den Ozonisatoren zugeordneten Vergleichseinrichtungen (125) verbunden und über einen ersten Eingang mit dem Rampengenerator (136) und einem zweiten Eingang mit einer Schaltung (135) zur sequentiellen Anordnung verbunden sind, die durch den Ausgang des Spannungs-Frequenzwandlers (134) gesteurt wird, um so das sequentielle Öffnen der Analogtore (137) und den Durchgang des Ausgangsignals des Rampengenerators (136) zu den Vergleichseinrichtungen (125) zu bewirken, umfaßt.