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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon nach
dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
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Aus
der
DE 37 31 168 A1 ist
eine Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon bekannt, bei der mehrere
in einer Reihe angeordnete Keramikrohre vorgesehen sind, die unter
Freilassung eines Ringspaltes von Außenrohren umgriffen werden.
Die Keramikrohre bilden ein Dielektrikum und im Innenraum der Keramikrohre
sind Entladungselektroden angeordnet und auf der Außenfläche der
Keramikrohre ist jeweils eine Gegenelektrode aufgedampft. Zwischen
Entladungselektroden und Gegenelektroden wird eine Hochspannung
angelegt. Zwischen den Außenrohren
und den Keramikrohren strömt
durch die so gebildeten Ringspalte ein Kühlmittel, beispielsweise Wasser, wobei
alle Ringspalte mit einem Zulaufanschluss und einem Ablaufanschluss
in Verbindung stehen. Die Enden der Keramikrohre werden jeweils
in ei nem Kunststoffteil gehalten, in dem ein Gasanschluss für das Anregungsgas,
beispielsweise Sauerstoff, auf der einen Seite und ein Gasanschluss
für das
erzeugte Ozon auf der anderen Seite vorgesehen sind. Das Anregungsgas
strömt über den
Anschluss und das Kunststoffteil in die Keramikrohre hinein, in
denen bei Anlegung einer hohen Wechselspannung zwischen Entladungselektrode
und Gegenelektrode eine Entladung stattfindet, wodurch Ozon erzeugt wird.
Es hat sich gezeigt, dass die Halterungen für die Keramikrohre aus Kunststoff
keine ausreichend hohe Lebensdauer aufweisen.
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Aus
der DE PS 156 531 ist ein Apparat zur Darstellung von Ozon bekannt,
der einen geschlossenen Behälter,
mit zwei Böden
aufweist, in denen sich eine Mehrzahl von eingesetzten Hauben aus nichtleitendem
Material befinden.
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Die
Hauben dienen zur Aufnahme von mit einer Klemme einer Spannungsversorgung
verbundenen und von Glasröhren
umgebenen Metallstäben. Auf
den Glasröhren
sitzen Drahtspiralen, die mit der anderen Klemme der Spannungsversorgung
verbunden sind und von weiteren Glasröhren umgeben sind. Das zu ozonisierende
Gas wird zwischen den konzentrischen Glasröhren sowie im Inneren der inneren Glasröhren geführt.
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Weiterhin
ist aus der
DE 36 23
225 A1 ein Hochfrequenzozonisator, der prinzipiell aus
zwei konzentrischen Rohren besteht, wobei als Hochspannungselektrode
eine Metallspirale verwendet wird, die in der inneren Röhre angeordnet
ist. Als Kühlmittel
und gleichzeitig als Masseelektrode dient Wasser, das zwischen den
Röhren
fließt,
die mit Deckeln und Kappen abgeschlossen sind.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur
Erzeugung von Ozon zu schaffen, die einen stabilen Aufbau und eine
lange Lebensdauer bei großer
Zuverlässigkeit
aufweist, wobei ein selektives Auswechseln von Keramikrohren möglich sein
soll. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des
Oberbegriffs gelöst.
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Dadurch,
dass die Keramikrohre im Bereich ihrer Enden in einer Flanschanordnung
aus Stahl gelagert sind, wobei zur Lagerung mit der Flanschanordnung
verbundene Verschraubungen verwendet werden, wird eine zuverlässige Halterung
und Anschlusseinrichtung für
das Anregungsgas bzw. das erzeugte Ozon und für das Kühlmittel zur Verfügung gestellt.
Durch die Verwendung der Verschraubungen ist ein selektives Auswechseln
einzelner Keramikrohre möglich.
Vorteilhaft ist, dass zwischen dem abgedichteten Gasbereich und
dem abgedichteten Kühlmittelbereich
ein Leckageraum vorgesehen ist, über
den eine Überwachung
der Dichtungen möglich ist.
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Durch
die in den Unteransprüchen
angegebenen Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden
Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 einen Schnitt durch die
erfindungsgemäße Vorrichtung
und
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2 die verwendete Verschraubung.
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Die
Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon nach 1 weist eine Vielzahl von über einen
kreisförmigen
Querschnitt verteilte, parallel liegende Keramikrohre 1 auf,
die mittels Verschraubungen 2, 2' im Bereich ihrer Enden jeweils
in einer Flanschanordnung 3, 4 gehalten sind.
Der Außenflansch 5 der
in der 1 linken Flanschanordnung 3 ist
dicht mit einem Außenrohr 6 verbunden,
dessen zu der Flanschanordnung 3 abgewandtes Ende mit zwei
miteinander verschraubten Ringen 7, 8 abgeschlossen
ist, zwischen denen eine Glasscheibe 9 eingespannt ist, wobei
Außenrohr 6,
Ringe 7, 8, Glasscheibe 9 und Flanschanordnung 3 zueinander
abgedichtet sind. Das Außenrohr 6 definiert
einen ersten Gasraum 10, in den die in der Figur linken
offenen Enden der Keramikrohre 1 hineinragen. In den Keramikrohren 1 sind
jeweils drahtförmige
Entladungselektroden 11 wendel- oder spiralförmig derart
angeordnet, dass sie dicht an der Innenwand der Keramikrohre 1 anliegen.
Die Enden der Entladungselektroden 11 sind mit einem Anschluss 12 einer
nicht dargestellten Hochspannungsversorgung verbunden, der durch
die Wand des Außenrohrs 6 hindurch
geführt
ist und in den ersten Gasraum 10 ragt.
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Jede
Flanschanordnung 3, 4 besteht aus mehreren Flanschen
oder Platten, die in ihrem Randbereich durch mehrere Schrauben 14, 14' miteinander
verbunden sind, wobei zwischen ihn Dichtungen 15 zur Abdichtung
vorgesehen sind.
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Die
jeweils sich gegenüberstehenden
Innenflansche 16, 16' der Flanschanordnungen 3; 4 weisen
einen zu ihrem Randbereich 17, 17' vertieften mittleren Bereich 18 auf,
in dem sich kreisförmige Durchbrüche 19 für den Durchgriff
der Keramikrohre 1 befinden. In die Durchbrüche 19 sind
Kühlrohre 20 eingesetzt,
die fest mit den Innenflanschen 16, 16' verbunden sind.
Beide Flanschanordnungen 3, 4, die in ihrer Gesamtheit
aus Edelstahl bestehen, weisen eine Platte 21, 21' mit mittiger
kreisförmiger
Erhebung 22, 22' und
Durchbohrungen 25 für
die Keramikrohre 1 auf, die jeweils in den vertieften mittleren Bereich 18 der
Innenflansche 16, 16' eingreifen, derart, dass zwischen
ihnen ein Kühlmittelraum 23, 23' frei bleibt.
Dieser Kühlmittelraum 23, 23' in beiden Flanschanordnungen 3, 4 steht
jeweils mit einem in dem Randbereich 17, 17' des Innenflansches 16, 16' radial angeordneten
Anschluss 24, 24' für Kühlmittel, vorzugsweise
Wasser in Verbindung, wobei das Wasser über den einen Anschluss 24 in
den zugeordneten Raum 23 strömt, durch die Kühlrohre 20 in
den Raum 23' der
anderen Flanschanordnung fließt
und über
den entsprechenden Anschluss 24' wieder abgeführt wird. Um den Kühlmittelraum 23, 23' abzudichten,
sind die Durchbrüche 25 der
Platte teilweise vergrößert und
auf den Keramikrohren 1 sitzen Packungen 38, die
durch in die Platte 21 geschraubte Schrauben 39 festgelegt
werden.
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Jeweils
eine Verschraubungsplatte 26, 26' schließt sich an die Platte 21, 21' an, wobei eine
kleine mittlere Vertiefung zur Bildung eines Leckageraums 27, 27' vorgesehen
ist. Der jeweilige Leckageraum 27, 27' steht mit einem
Ablassanschluss 28, 28' in Verbindung, der radial nach
außen
in der Platte 21, 21' oder der Verschraubungsplatte 26, 26' angeordnet
ist.
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In
die Verschraubungsplatte 26, 26' sind an den Stellen des Durchgriffs
der Keramikrohre 1 Gewindehülsen 29 eingesetzt,
die einen Innendurchmesser entsprechend dem Außendurchmesser der Keramikrohre 1 aufweisen.
Die Gewindehülsen 29 werden
in Bohrungen in die Verschraubungsplatte 26, 26' eingeschweißt oder
in entsprechende Gewinde eingeschraubt, so dass eine der Anzahl
der Keramikrohre 1 entsprechende Anzahl von Gewindeansätzen 40 aus
der Verschraubungsplatte 26, 26' herausragt. Die Gewindehülsen 29 sind
Teil der Verschraubung 2, 2', von denen eine in 2 dargestellt ist, und weisen
die Gewindeansätze 40 und
Befestigungsansätze 41 auf,
wobei der Befestigungsansatz 41 zum Einschweißen glatt
(2 im unteren Bereich)
oder mit einem Gewinde versehen ist. Den Gewindehülsen 29 gegenüber liegen
Dichthülsen 30, die über die
Keramikrohre 1 gestreift werden, wobei sie einen Ringsatz
mit schräger
Innenfläche
aufweisen, in die Dichtringe 32 eingesetzt sind. Überwurfmuttern 33 übergreifen
jeweils die Dichthülsen 30 und
werden auf die Gewindeansätze
aufgeschraubt, wobei ein auf den Gewindehülsen 29 ausgebildeter Sechskant
zur Konterung dienen kann, und der jeweilige Dichtring 32 in
die Dichthülse 30 und
gegen die Außenfläche der
Keramikrohre gepresst werden. Die so hergestellten Verschraubungen 2, 2' an beiden Enden
der Keramikrohre bilden die Halterungen für dieselben.
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Der
Außenflansch 5 der
in der 1 linken Flanschanordnung 3 ist
zum Gasraum 10 hin offen, während der Außenflansch 34 der
rechten Flanschanordnung 4 nach außen hin geschlossen ist, d.
h. einen mittleren vertieften Bereich 35 aufweist, in dem die
offenen Enden der Keramikrohre 1 mit den Überwurfmuttern 33 aufgenommen
sind und der mit der Verschraubungsplatte 26' einen zweiten Gasraum 36 begrenzt.
Im Randbereich des Außenflansches 34 ist ein
mit dem zweiten Gasraum 36 verbundener, radial angeordneter
Anschluss 37 für
die Abfuhr von Ozon vorgesehen.
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Der
Gasraum 10 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit den Ringen 7, 8 und
der Glasscheibe 9 abgeschlossen, wobei durch die Glasscheibe 9 hindurch
die gesamte Anordnung visuell überwacht werden
kann. Allerdings kann der Gasraum 10 auch mit einer lösbaren durchgehenden
Platte dicht abgeschlossen sein. Die Keramikrohre 1 ragen
weit in den Gasraum 10 hinein, wobei diese Maßnahme zur
Erhöhung
der Kriechstrecken zwischen dem Hochspannungsanschluss für die Entladungselektroden 11 und
der linken Flanschanordnung 3 aus Edelstahl dient. Eine
solche Maßnahme
ist bei dem Gasraum 36 nicht nötig, da dort kein Hochspannungsanschluss
vorgesehen ist und die Entladungselektroden nicht bis zum Ende der
Keramikrohre 1, angeordnet sind.
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Durch
die vorgesehenen Verschraubungen 2, 2' können Keramikrohre 1 einzeln
ausgewechselt werden, wenn eines der Teile, beispielsweise Entladungselektrode
oder Dichtung oder Keramikrohr selbst, ausfallen. Dazu werden die
Ringe 7, 8 gelöst ebenso
wie der Abschlussflansch 34 und die Verschraubungen 2, 2' aufgeschraubt.
Die Schrauben 39 können
durch die Gewindehülsen 29 hindurch
gelöst
und entfernt werden, bzw. die Gewindehülsen 29 werden gleichfalls
abgeschraubt.
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Für die Abdichtung
der Kühlmittelräume 23, 23' zu den Leckageräumen 27, 27' hin sind die
Packungen 38 vorgesehen, während zur Abdichtung der Gasräume 10, 36 zu
den Kühlmittelräumen 23, 23' die Dichtringe 32 der
Verschraubungen vorgesehen sind. Geringfügige Mengen von Gas und Kühlmittel
können
durch die Dichtungen in die Leckageräume 27, 27' gelangen. Sowohl
das Gas als auch das Wasser wird dann über die Anschlüsse 28, 28' abgeleitet,
wobei für
die Überwachung
der Dichtung zu den Gasräumen
die Anschlüsse 28, 28' mit einem Ozonmonitor
verbunden werden können, über den die
Menge des austretenden Ozons festgestellt werden kann. Die Überwachung
der Wasserdichtigkeit kann über
die Menge des austretenden Wassers erfolgen.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die Flanschanordnung kreisförmig
ausgebildet und die Keramikrohre sind über den kreisförmigen Querschnitt
verteilt so eng wie möglich
zueinander angeordnet, um den Wirkungsgrad der gesamten Vorrichtung
zu erhöhen.
Dabei wird der Abstand der Keramikrohre 1 untereinander
durch die Größe der Verschraubung 2, 2' bestimmt.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind
zur Führung
des Kühlmittels
die einzelnen Kühlrohre 20 vorgesehen,
die die Kühlmittelräume 23, 23' miteinander
verbinden. In einem anderen Ausführungsbeispiel
werden die Keramikrohre zwischen den Kühlmittelräumen insgesamt durch ein Rohr
umgriffen, in dem ein Formkörper
mit Längsöffnungen angeordnet
ist. Durch die Längsöffnungen
werden bei der Montage die Keramikrohre hindurch gesteckt, wobei
die Abmessungen so gewählt
sind, dass ähnlich
den Kühlrohren 20 ein
Ringspalt zwischen den Keramikrohren und den entsprechenden Flächen des
Formkörpers
vorhanden sind. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Formkörper durch Leitbleche
oder Leitkörper
ersetzt werden.
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Im
Betrieb wird der Anschluss 12 mit hoher Wechselspannung
beaufschlagt, so dass die Entladungselektroden 11 an Hochspannung
liegen. Die Keramikrohre 1 bilden das Dielektrikum und
als jeweilige Gegenelekt rode dient das Wasser, das durch die Ringspalte
zwischen den Keramikrohren 1 und den Kühlrohren 20 strömt, wobei
der entsprechende Hochspannungsanschluss am Kühlmittelanschluss vorgesehen
sein muss. Durch den Gasanschluss 13 wird das Anregungsgas,
beispielsweise Sauerstoff, zugeführt
und in den Keramikrohren 1 findet eine stille Entladung
statt, wodurch Ozon erzeugt wird, das über den Gasanschluss 37 abgeführt wird.