DE3247374C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ozonerzeuger nach dem Oberbegriff des Anspruchs.

Ein Ozonerzeuger dieser Art ist aus der deutschen Patentschrift 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. Diese Glasscheiben liegen flächig unmittelbar an den Aluminiumscheiben an. Zwischen den benachbarten Glasscheiben befindet sich eine scheibenförmige Gegenelektrode, die über wenige kleine Distanzkörper, die sich über die Ringfläche verteilen, 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, vermutlich aufgrund von Schwingungen der Glasplatten. 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. Auch eine hoch genaue Bearbeitung der ebenen Flächen der massiven Kühlelektroden, auf denen die Glasscheiben aufliegen, ließ ohne Bruchgefahr eine Verringerung der Glasdicke nicht zu.

Ein anderer bekannter Ozonerzeuger ist in der US-PS 38 01 791 beschrieben. Er besteht aus rechteckigen Platteneinheiten, die unter Bildung von Strömungsspalten aufeinander geklebt sind. Jede Platteneinheit besteht aus einer Elektrode, die zwischen Glasplatten eingeklebt und so allseitig hermetisch abgeschlossen ist. Als Kleber dient Siliconkautschuk, der beim Verarbeiten dickflüssig bis pastös ist und im ausvulkanisierten Zustand ein elastomeres Verhalten hat.

Durch die Einkapselung der Elektroden in Glas lassen sich solche Ozonerzeuger jedoch sehr schlecht kühlen, so daß man gezwungen ist, mit niedrigen Feldstärken zu arbeiten. Entsprechend gering ist die Ozonleistung. Hinzu kommt, daß der Siliconkautschukkleber der Aggressivität des Ozons nur beschränkte Zeit standhalten kann, was die Lebensdauer solcher Apparate verringert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Glasbrüche und die damit verbundenen Betriebsstörungen zu vermeiden und einen langfristig betreibbaren Ozonerzeuger mit hoher Ozonausbeute zu schaffen.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Ozonerzeuger der einleitend bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den Kühlelektroden und den Platten aus einem Dielektrikum eine Haftschicht aus Siliconöl vorgesehen ist. Damit wird erreicht, daß die Glasplatten an den massiven Kühlelektroden haften und somit nicht in Eigenschwingungen geraten können bzw. diese Eigenschwingungen gedämpft werden. Außerdem bewirkt die Haftschicht einen besseren Übergang der dielektrischen Wärme zu der Kühlelektrode. Die Glasplatte wird vorzugsweise auf die mit dem Siliconöl betriebene Planfläche der Kühlelektrode aufgeschoben. Erfahrungsgemäß tritt dabei die Haftwirkung sofort ein, die Glasplatte kann nur durch Abschieben wieder entfernt werden.

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 Glas­ bruchgefahr vollkommen beseitigen. Außerdem folgt aus der Ver­ wendung dünneren Glases - in Umkehrung der einleitenden Über­ legungen - eine höhere Ozonausbeute, und zwar in zweifacher Hin­ sicht. 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 Wiederzerfalls­ rate 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 1,5facher 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 werden. Mehrere Kühlelektroden 4 in Form von 8 mm dicken Ringscheiben aus Aluminium sind mit Hilfe von Distanzringen 5 aus Kunststoff gegen­ einander 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 je eine zentrale kreisförmige Öffnung 10 gleichen Durchmessers wie die zentrale Öffnung der Kühlelektroden 4. Letztere weisen am äußeren Rand offene Schlitze 11 auf, um die Spannschrauben 3 durchzulassen, die je 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 Korrosionserschei­ nungen infolge elektrochemischer Vorgänge zwischen den verschie­ denen Metallen.

Zur Abdichtung des Innenraums gegenüber dem den Ozonerzeuger um­ spülenden Wasser 13 sind in die Distanzringe 5 je zwei Dichtringe 14 eingebettet. Innerhalb dieser Dichtringe 14 weisen die Distanzringe 5 achsparallele Bohrungen auf, welche Stahlstifte 15 enthalten. Diese dringen mit ihren spitzen 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 gesteckt und mittels einer Mutter befestigt ist. Über den Schraubenschaft ist eine Druckfeder 17 gesteckt, welche sich mit einer gewisssen Vorspannung an dem nächstfolgenden Schraubenkopf abstützt. Dadurch sind alle Gegenelektroden 9 lei­ tend miteinander verbunden. Sie liegen auf Hochspannungspoten­ tial von bis zu 12 000 Volt.

Die Flächen der Druckplatten 1 und 2 sowie der Kühlelektroden 4, auf denen die Glasscheiben 6 aufliegen, sind hoch genau planiert und werden beim Zusammenbau vor dem Auflegen der Glasscheiben 6 mit Siliconöl bestrichen. Dieses bewirkt ein Anhaften der Glas­ scheiben 6 und verhindert Schwingungen, während andererseits die entstehende dielektrische Wärme noch besser auf die Kühlelek­ troden 4 übergehen kann.

Zur Sicherstellung der Durchschlagsfestigkeit in radialer Rich­ tung zwischen den Gegenelektroden 9 und den Stahlstiften 15 bzw. den Außenrändern der Kühlelektroden 4 sind Dichtringe 18 vor­ gesehen, welche im Randbereich zwischen zwei benachbarten Glas­ scheiben 6 eingeklemmt sind. Diese Dichtringe 18 bestehen aus Silicon. Sie haben auf jeder dem Glas zugewandten Seite drei Wülste in radialem Abstand. Dadurch entsteht die Wirkung einer Kaskade von drei einzelnen Dichtstellen, wobei die Luft in den Ringkammern zu beiden Seiten des Dichtrings 18 beim Zusammen­ pressen herausgedrückt wird. Der Dichtring 18 erlaubt es, den Durchmesser der Gegenelektroden 9 bezogen auf den Durchmesser der Glasscheiben 6 und der Kühlelektroden 4 bekannter Ozonerzeuger zu vergrößern, was eine beträchtliche Flächenvergrößerung des Reak­ tionsraumes und die Verlängerung des Strömungsweges des Prozeß­ gases bei unveränderten Außenabmessungen des Ozonerzeugers be­ deutet.

Als Prozeßgas wird bei dem beschriebenen Ozonerzeuger getrock­ nete Luft verwendet. Sie tritt durch die Öffnung 10 der Druck­ platte 1 ein, gelangt sodann durch die Öffnung 7 der obersten Glasplatte 6 in den Entladungsraum zwischen dieser und der ober­ sten 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 Öffnun­ gen 7 der folgenden Glasscheiben 6 im nächstfolgenden Entla­ dungsraum wieder nach außen zu wandern und so fort.

Messungen bei einem Ozonerzeuger mit sechs Gegenelektroden 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 Wattstunden je Gramm Ozon.

Claims (1)

1. Ozonerzeuger in Stapelbauweise mit gegeneinander verspannten ringscheibenförmigen massiven Kühlelektroden, die an ihrem Außenrand von einem Kühlmedium umspült werden, und mit ebenfalls ringscheibenförmigen Platten aus einem Dielektrikum, von denen je eine an den einander zugewandten Flächen der Kühlelektroden anliegt, und die durch Distanzkörper gegenüber einer zwischen den Platten liegenden Gegenelektrode auf Abstand gehalten werden und dadurch die Entladungsräume bilden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kühlelektroden (4) und den Platten aus einem Dielektrikum (6) eine Haftschicht aus Siliconöl vorgesehen ist.