DE3247374A1

DE3247374A1 - Ozonerzeuger mit plattenfoermigen hochspannungs-elektroden

Info

Publication number: DE3247374A1
Application number: DE19823247374
Authority: DE
Inventors: Bruno Bachhofer; Anton 7980 Ravensburg Locher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-12-22
Filing date: 1982-12-22
Publication date: 1984-07-05
Also published as: US4818498A; DE3247374C2

Description

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Die Erfindung betrifft einen Ozonerzeuger mit gegeneinander verspannten plattenförmigen Hochspannungs-Elektroden in Stapelbauweise, wobei auf eine von außen kühlbare Elektrode ein plattenförmiges Dielektrikum und dann in einem den Entladungsraum bildenden Abstand eine Gegenelektrode folgt.

Ein Ozonerzeuger dieser Art ist aus dem deutschen Patent 24 12 770 bekannt. Hiernach sind verhältnismäßig dicke massive Kühlelektroden aus Aluminium in Form von Ringscheiben vorgesehen, die sich mit ihren topfartig axial vorspringenden Randpartien aneinander abstützen. Die Kühlelektroden sind beidseitig mit mindestens 3 mm dicken Ringscheiben aus Glas belegt, die radial nach innen überstehen. Zwischen den benachbarten Glasscheiben befindet sich eine scheibenförmige Gegenelektrode, die über kleine Distanzkörper in einem Abstand von je etwa 1 mm gegenüber den Glasscheiben abgestützt ist und mit diesen zwei Entladungsräume bildet. Das Prozeßgas fließt abwechselnd radial nach außen und innen durch die ringscheibenförmigen Entladungsräume.

Die Erfahrung hat gezeigt, daß beim Betrieb solcher Ozonerzeuger häufig Glasbrüche zu verzeichnen sind. Die Verwendung eines dickeren und damit stabileren Glases scheidet aus, da dies eine Erhöhung der dielektrischen Verluste, eine Verringerung der Feldstärke in den Entladungsräumen und damit eine Verringerung der Ozonausbeute mit sich bringt. Schwingungen der Glasplatten

BAD ORSGIMAL

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kommen als Bruchursache in Betracht. Auch eine hoch qennuo Bearbeitung der ebenen Flächen äetr massiven Kühl el ekfrorlnn, nii^rdenen die Glasscheiben aufliegen, ließ eine Verringerung der Glasdicke unter 2 mm nicht zu.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Glasbrüche und die damit verbundenen Betriebsstörungen zu vermeiden und darüber hinaus die Glasdicke im Interesse besserer Betriebsdaten weiter zu verringern.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Ozonerzeuger der einleitend bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den Kühlelektroden und dem Dielektrikum eine dünne Haftschicht vorgesehen ist. Damit wird erreicht, daß die Glasplatten an den massiven Kühlelektroden haften und somit nicht in Eigenschwingungen qeraten können bzw. diese Eigenschwingungen bedampft werden. Außerdem brincrt die Haftschicht einen besseren Üheraana der dielektrischen Wärme zu der Kühlelektrode. Die Haftschicht kann vorzugsweise aus Siliconöl bestehen. Dabei zeigt die Erfahrung, daß die mit Öl bestrichene Glasplatte nach dem Auflegen auf die Planfläche der Kühl elektrode nur durch Abschieben wieder entfernt werden kann. ^;

Die Dicke der Glasscheiben kann bis zu etwa 1,2 mm verringert werden. Gibt man einen kleinen Sicherheitszuschlag und wählt

eine Dicke von 1,5 mm, so läßt sich erwiesenermaßen die Glasbruchgefahr vollkommen beseitigen. Außerdem folgt aus der Verwendung dünneren Glases - in Umkehrung der einleitenden Überlegungen - eine höhere Ozonausbeute, und zwar in zweifacher Hinsicht. Einerseits erhöht sich unter der Voraussetzung gleicher Dicke des Entladungsspalts und gleicher Spannung die Feldstärke im Entladungsspalt. Dadurch entsteht mehr Ozon. Andererseits sinken die dielektrischen Verluste im Dielektrikum und damit die Temperatur im Entladungsraum, was ein Sinken der Wiederzerfallsrate des Ozons zur Folge hat. Es bleibt also mehr erzeugtes Ozon nutzbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, die einen axial geführten Teilschnitt eines Ozonerzeugers in etwa 1,5-facher natürlicher Größe zeigt.

Die zu einer Batterie zusammengesetzten Teile des Ozonerzeugers sind zwischen zwei Druckplatten 1 und 2 eingespannt, die durch kreisförmig angeordnete Spannschrauben 3 zusammengehalten v/erden. Mehrere Kühlelektroden 4 in Form von 8 mm dicken Ringscheiben aus Aluminium sind mit Hilfe von Distanzringen 5 aus Kunststoff gegeneinander bzw. gegenüber den Druckplatten 1 und 2 distanziert. An den Druckplatten 1,2 und Kühlelektroden 4 liegen Glasscheiben 6 von 1,5 mm Dicke an. Sie haben je eine zentrale Öffnung 7. Mittig zwischen je zwei benachbarten Glasscheiben 6, ist mit Hilfe kleiner Distanzplättchen 8 je eine etwa 1 mm dicke Gegenelektrode 9 gehalten.

Die Druckplatten 1 und 2 haben ie eine zentrale kreisförptigp¹ Öffnung 10 gleichen Durchmessers wie die zentrale Öffnung dor Kühlelektroden 4. Letztere weisen am äußeren Rand offene Schlitze 11 auf, um die Spannschrauben 3 durchzulassen, die ie mit einem Isolierschlauch 12 umhüllt sind und deren Kopf zur Isolierung mit Epoxydharz vergossen ist. Unten stützt sich die Schraubenmutter über Isolierstoffscheiben an der Druckplatte 2 ab. Die Isolierung der Spannschrauben 3 dient der Vermeidung von Korrosionserscheinunqen infolge elektrochemischer Vorgänge zwischen den verschiedenen Metallen.

Zur Abdichtung des Innenraums aegenüber dem den Ozonerzeuaer umspülenden Wasser 13 sind in die Distanzringe 5 ie zwei Dichtringe 14 eingebettet. Innerhalb dieser Dichtringe 14 weisen die Distanzringe 5 achsparallele Bohrungen auf, welche Stahlsti fte I¹S enthalten. Diese dringen mit ihren soitzen Enden etwa 0,3 mm tief in die Kühlelektroden 4 bzw. die Druckplatten 1 und 2 ein, um eine gegenseitige Potentialverbindung zu schaffen.

Jede der Gegenelektroden 9 hat ein zentrales Loch, durch welches eine Schraube 16 aesteckt und mittels einer Mutter befestigt ist. Über den Schraubenschaft ist eine Druckfeder 17 gesteckt, welche sich mit einer gewissen Vorspannung an dem nächstfolgenden Schaubenkopf abstützt. Dadurch sind alle Gegenelektroden 9" leitend miteinander verbunden. Sie Liegen auf Hochsnannungsnoten-

t-.-i.al von bis zu 12.000 Volt. · ·

Die Flachen der Druckplatten 1 und 2 sowie der Kühlelektroden 4, auf denen die Glasscheiben 6 auflieqen, sind hoch genau planiert und werden beim Zusammenbau vor dem Aufleqen der Glasscheiben fi mit Siliconöl bestrichen. Dieses bewirkt ein Anhaften der Glasscheiben 6 und verhindert Schwinqunaen, während andererseits die entstehende dielektrische Wärme noch besser auf die Kühlelektroden 4 übergehen kann.

Zur Sicherst^ll una der Durchschlaqsfestiakeit in radialer Ri chtunq zwischen den Geqenelektroden 9 und den Stahlstiften 15 bzw. den Außonränd^rn der Kühlel ektrod<=>n 4 sind Dichtrinqe 18 vor— qesehen_f welche im Randbereich zwischen zwei benachbarten Glasscheiben 6 einqeklemmt sind. Diese Dichtrinae 18 bestehen aus Silicon. Sie haben auf "ieder dem Glas zuqewandten Seite drei Wülste in radialem Abstand. Dadurch entsteht die Wirkunq einer Kaskade von drei einzelnen Dichtstellen, wobei die Luft in den Rinakammern zu beiden Seiten des Dichtrinqs IR beim Zusammenpressen herausqedrückt wird. Der Dichtrinq 18 erlaubt es, den Durchmesser der Geqenelektroden 9 bezogen auf den Durchmesser der Glasscheiben 5 und der Kühlelektroden 4 bekannter Ozonerzeuger zu verqrößern, was eine beträchtliche ^lächenverqröRerung des Reak-Honsraumes und eine Verlängerung des Strömunqsweqes des Prozeßrrases b"i unveränderten Außenabmessunaen des Ozonerz.euqers bedeutet.

_BA0

Als Prozeßgas wird bei dem beschriebenen Ozonerzeuger getrocknete Luft verwendet. Sie tritt durch die Öffnung 10 der Druckplatte 1 ein, gelangt sodann durch die Öffnung 7 der obersten Glasplatte 6 in den Entladungsraum zwischen dieser und der obersten Gegenelektrode 9. Hier wandert die Luft radial nach außen, umströmt den Rand der erwähnten Gegenelektrode und wandert auf deren Unterseite wieder radial nach innen, um durch die Öffnungen 7 der folgenden Glasscheiben 6 im nächstfolgenden Entladungsraum wieder nach außen zu wandern und so fort.

Messungen bei einem Ozonerzeuger mit sechs Gegenelektrodeh und den sonstigen vorerwähnten Abmessungen haben eine Ozonausbeute von 27 g je Stunde ergeben, das entspricht 45 g Ozon pro cbm Prozeßluft unter Normbedingungen bei einem Leistungsbedarf von 17 Wattstundon je Gramm Ozon.

BAD ORIGINAL

ι	Druckplatte
2	Druckplatte
3	Spannschraube
4	Kühlelektrode
5	Distanzringe
6	Glasscheibe
7	Öffnung in Glasplatte
8	Distanzplättchen
9	Gegenelektrode
10	Öffnung
11	Schlitz
12	Isolierschlauch
13	Wasser
14	Dichtring
15	Stahlstift
16	Schraube
17	Druckfeder
18	Dichtring

Claims

Ansprüche

1. Ozonerzeuqer mit gegeneinander verspannten plattenförmigen Hochspannungs-Elektroden in Stapelbauweise, wobei auf eine von außen kühlbare Elektrode ein plattenförmiqes Dielektrikum und dann in einem den Entladungsraum bildenden Abstand eine Gegenelektrode folgt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kühlelektrode (4) und dem Dielektrikum (6) eine Haftschicht vorgesehen ist.

2. Ozonerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht aus Siliconöl besteht.

3. Ozonerzeuqer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dielektrikum (6) Glas in einer Dicke von etwa 1,5 mm verwendet ist.

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