DE9310804U1

DE9310804U1 - Ozonerzeuger

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Publication number: DE9310804U1
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Authority: DE
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Priority date: 1993-07-19
Filing date: 1993-07-19
Publication date: 1993-09-23
Anticipated expiration: 2003-07-20

Description

K 38 661/8

OZONERZEUGER

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ozonerzeuger, insbesondere auf einen Ozonerzeuger, der wenig Wärme und eine gleichmäßig verteilte Glimmentladung erzeugt, so daß er die effiziente Produktion von Ozon erlaubt.

Ozon wird bei der Luft- und Wasserbehandlung verwendet und wird konventionell durch Ionisieren von Sauerstoffmolekülen erzeugt. Sauerstoffmoleküle werden beim Hindurchleiten eines sauerstoffhaltigen Gases durch ein Hochspannungs-Entladungsgerät ionisiert. Eine konventionelle Koronazelle, die verwendet wird, um Ozon zu erzeugen, weist erste und zweite Metallplatten-Elektroden auf, die durch schmale Spalte, durch die das sauerstoffhaltige Gas strömt, getrennt sind. Wenn eine Hochspannung an die erste Plattenelektrode und eine niedrige Spannung an die zweite Plattenelektrode angelegt ist, stellt sich zwischen den Plattenelektroden eine Korona ein, welche eine leuchtende elektrische Entladung ist. Das sauerstoffhaltige Gas wird, wenn es durch die Korona strömt, ionisiert, dadurch ergibt sich die Erzeugung von Ozon.

Einer der wichtigen Faktoren, der bei dem Entwurf konventioneller Koronazellen betrachtet werden muß, ist, daß die Oberflächen der Plattenelektroden völlig glatt und eben sein müssen. Daher sollten die Plattenelektroden eine gleichmäßige Dicke und eine konstante Zähigkeit besitzen. Das ist notwendig, um die Korona gleichmäßig zwischen den Plattenelektronen zu verteilen und lokalisierte Funkenbildung zu verhindern. Wenn lokalisierte Funkenbildung auftritt, wird eine große Wärmemenge erzeugt, dadurch ergibt sich die Produktion von Stickoxiden, die für die Produktion von Ozon nachteilig sind. Darüber hinaus kann lokalisierte Funkenbildung eine Beschädigung an den Plattenelektroden verursachen.

Sogar mit den jüngsten Verbesserungen auf dem Gebiet des Metall-Finishings ist es ziemlich schwierig, die Plattenelektroden so präzise herzustellen, daß eine gleichmäßige Dicke und eine konstante Zähigkeit erzielt wird. Daher treten die oben genannten Nachteile normalerweise auf, wenn eine konventionelle Koronazelle in Betrieb ist. Darüber hinaus kann leicht, da die Plattenelektroden dem sauerstoffhaltigen Gas direkt ausgesetzt sind, Korrosion der Plattenelektroden auftreten, was eine weitere Verschlechterung der Qualität der Plattenelektroden zur Folge hat.

Ein anderes Beispiel eines konventionellen Ozongenerators weist ein hohles Metallgehäuse, Niederspannungs-Plattenelektroden und Hochspannungs-Plattenelektroden auf. Die Plattenelektroden sind in dem hohlen Gehäuse beabstandet und alternierend angeordnet, dadurch bilden sie einen Gasweg zwischen zwei benachbarten Plattenelektroden. Im Betrieb wird eine Niederspannung an das hohle Gehäuse und an die Niederspannungs-Plattenelektroden angelegt, während eine Hochspannung an die Hochspannungs-Plattenelektroden angelegt wird, dadurch bildet sich eine Korona in jedem der Gaswege aus. Die Nachteile des oben beschriebenen Ozonerzeugers sind folgende:

1. Jede der Niederspannungs-Plattenelektroden ist als ein einstückiges kastenförmiges Metallstück gebildet. Da es schwierig ist, die Plattenelektroden mit perfekt glatten und ebenen Oberflächen herzustellen, krankt der Ozonerzeuger weiterhin an den Nachteilen, die mit konventionellen Koronazellen verbunden sind. Man beachte auch, daß es schwierig ist, das hohle Gehäuse so herzustellen, daß seine Oberflächen perfekt glatt und eben sind.

2. Jede der Hochspannungs-Plattenelektroden weist ein rechteckiges Metallstück auf, das fest zwischen zwei Keramikstücke geklemmt ist. Die Keramikstücke sind längs ihrer Peripherie versiegelt. Wegen der Keramikstücke können die Hochspannungs-Plattenelektroden so hergestellt werden, daß die Oberflächen der letzteren glatt und beinahe perfekt eben sind. Jedoch kann lokalisierte Funkenbildung wegen der scharfen Ecken des Metallstücks noch immer

auftreten. Zusätzlich kann eine Oxidation des Metallstücks auftreten, wenn die Abdichtung zwischen den Keramikstücken verschleißt.

3. Da die Oberflächen der Niederspannungs-Plattenelektroden nicht perfekt glatt und eben sind und da durch die scharfen Ecken des Metallstücks der Hochspannungs-Plattenelektroden lokalisierte Funkenbildung auftreten kann, tritt eine ungleichmäßige Verteilung der Korona auf, dadurch ergibt sich die Erzeugung einer großen Wärmemenge. Die erzeugte Wärme erleichtert die Bildung von Stickoxiden, die für die Erzeugung von Ozon nachteilig und für die Gesundheit schädlich sind. Darüber hinaus kann lokalisierte Funkenbildung die Niederspannungs-Plattenelektroden beschädigen und dadurch die Nutzlebensdauer des Ozonerzeugers reduzieren.

4. Schließlich sind die Plattenelektroden in dem hohlen Gehäuse mittels Schrauben angebracht. Deshalb kann ein Zusammenbau der Plattenelektroden nicht bequem ausgeführt werden.

Deshalb ist es die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ozonerzeuger bereitzustellen, der wenig Wärme und eine gleichmäßig verteilte Glimm-Entladung erzeugt, so daß die effiziente Produktion von Ozon möglich gemacht wird.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Ozonerzeuger bereitzustellen, der einfacher zusammenzubauen ist und verglichen mit dem Stand der Technik eine längere Nutzungslebensdauer hat.

Der Ozonerzeuger der vorliegenden Erfindung weist ein hohles Gehäuse und eine Mehrzahl von in dem hohlen Gehäuse beabstandet angeordneter Plattenelektroden auf. Das Gehäuse hat eine innere herumgehende Oberfläche, die mit einer Mehrzahl von zwischen einem oberen Ende und einem unteren Ende des Gehäuses angeordneten Halte-Nuten versehen ist. Das Gehäuse hat weiterhin ein vorderes und ein hinteres Ende, die jeweils mit einer Gasdurchströmöffnung versehen sind. Jede der Plattenelektroden weist ein Paar gleich dicker Keramikplatten und eine leitende

Schicht auf, die als eine gedruckte Dickfilmschicht auf einer Seite einer der Keramikplatten gebildet ist. Die andere der Keramikplatten ist auf der ersten der Keramikplatten angeordnet und mit dieser verbunden. Die Platten elektroden sind in dem Gehäuse in entsprechenden Halte-Nuten gehalten, so daß innerhalb des Gehäuses zwischen je zwei benachbarten Plattenelektroden ein Gasweg gebildet ist. Jede der Plattenelektroden weist weiterhin einen Leiter auf, der mit der leitenden Schicht verbunden ist und von einem Ende der Keramikplatten wegragt.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen deutlich, von denen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der bevorzugten Ausführungsform eines Ozonerzeugers nach der vor

liegenden Erfindung ist;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung ist, die den Zusammenbau des Ozonerzeugers der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und 20

Fig. 3 eine teilweise Schnittansicht des Ozonerzeugers der vorliegenden Erfindung ist.

Bezieht man sich auf die Fig. 1, 2 und 3, so ist gezeigt, daß die bevorzugte Ausführungsform eines Ozonerzeugers nach der vorliegenden Erfindung ein Gehäuse 2 und fünf Plattenelektroden 3 aufweist.

Das Gehäuse 2 ist ein hohler isolierender Körper, der aus zwei im wesentlichen C-förmigen Gehäuseteilen 20 besteht.

Jedes der Gehäuseteile 20 hat eine innere, dreiseitig herumgehende Oberfläche, die mit fünf Halte-Nuten 21 versehen ist, die der Reihe nach von einem oberen Ende zu einem unteren Ende des Gehäuseteils angeordnet sind. Jedes der Gehäuseteile 20 besitzt weiterhin ein hinteres Ende, das mit einer Gasdurchströmöffnung 22 versehen ist.

Jede der Plattenelektroden 3 weist ein Paar von harten Keramikplatten 31, 32 auf, die gleich dick sind, sowie eine leitende Schicht 33. In dieser Ausführungsform ist die leitende Schicht 33 aus Gold hergestellt, andere metallische Elemente wie Platin oder Silber, die gute anti-oxidierende Eigenschaften besitzen und billiger sind als Gold, können jedoch auch verwendet werden. Die leitende Schicht 33 ist als eine gedruckte Dickfilmschicht auf einer Seite der einen Keramikplatte 31 gebildet. Die leitende Schicht 33 ist im wesentlichen rechteckig und hat vier abgerundete Ecken 331, um das Auftreten lokalisierter Funkenbildung zu minimieren. Die andere keramische Platte 32 ist auf der beschichteten Seite der Keramikplatte 31 angeordnet und mit der Keramikplatte 31 verbunden. Ein Leiter 34 ist mit der leitenden Schicht 33 verbunden und ragt über ein Ende der keramischen Platten 31, 32 hinaus. Die keramischen Platten 31, 32 sind längs ihres Umfangs mittels Silikon-Dichtungsmasse hermetisch verbunden. Der Leiter 34 ist bevorzugt aus Zinn hergestellt und mit einem Überzug versehen, so daß Oxidation verhindert wird.

Während des Zusammenbaus sind die Plattenelektroden 3 in dem Gehäuse 2 in den entsprechenden Halte-Nuten 21 der Gehäuseteile 20 gehalten. Die Leiter 34 der Plattenelektroden 3 erstrecken sich durch die Gasdurchströmöffnungen 22 der Gehäuseteile 20 aus dem Gehäuse 2 heraus. Bei dieser Ausführungsform erstrecken sich die Leiter 34 der ersten, dritten und fünften Plattenelektrode 3 durch die Gasdurchströmöffnung 22 eines der Gehäuseteile 20, während die Leiter 34 der zweiten und vierten Plattenelektrode sich durch die Gasdurchströmöffnung 22 des anderen Gehäuseteils 20 erstrecken. Jeweils zwischen zwei benachbarten Plattenelektroden 3 ist, wie in Fig. 3 gezeigt, innerhalb des Gehäuses 2 ein Gasweg gebildet. Darüber hinaus sollte die Breite der Plattenelektroden 3 größer sein als die Breite der Gasdurch-Strömöffnungen 22, um unbeabsichtigtes Herausfallen der Plattenelektroden 3 durch die Gasdurchströmöffnungen 22 bei Kippen des Gehäuses 2 zu verhindern. Zum Zusammenbau werden die Gehäuseteile 20 bei in die Halte-Nuten 21 eingsetzten Plattenelektroden in Richtung der Elektrodenebenen ganz zusammengeschoben.

Im Betrieb wird eine Niederspannung an die erste, dritte und fünfte Plattenelektrode 3 angelegt, während eine Hochspannung an die zweite und vierte Plattenelektrode 4 angelegt wird, dadurch bildet sich eine Korona in jedem der Gaswege. Ein sauerstoffhaltiges Gas wird ionisiert, wenn es durch die Korona in dem Gehäuse 2 strömt, dadurch ergibt sich eine Erzeugung von Ozon.

Da die Oberflächen der Plattenelektroden 3 aus Keramik hergestellt sind, können die Plattenelektroden 3 mit einer gleichmäßigen Dicke, einer konstanten Zähigkeit, einer konstanten Rauhigkeit sowie perfekt glatten und ebenen Oberflächen hergestellt werden. Das Material der leitenden Schicht 33 ist so gewählt, daß es gute anti-oxidierende Eigenschaften besitzt. Darüber hinaus ist die leitende Schicht 33 so geformt, daß das Auftreten von lokalisierter Funkenbildung reduziert ist. Da das Auftreten von lokalisierter Funkenbildung reduziert ist, tritt eine ungleichmäßige Verteilung der Korona selten auf, dadurch wird die Erzeugung einer großen Wärmemenge verhindert. Beschädigungen an den Plattenelektroden werden minimiert, dadurch wird die Nutzlebensdauer des Ozonerzeugers verlängert. Schließlich ist der Ozonerzeuger der vorliegenden Erfindung einfach in seinem Aufbau und kann leicht zusammengebaut werden.

Claims

SCHUTZANSPRUCHE

1. Ozonerzeuger mit einem hohlen Gehäuse (2) und einer Mehrzahl von Plattenelektroden (3), die in dem hohlen Gehäuse (2) beabstandet angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Gehäuse (2) eine innere herumgehende Oberfläche hat, die mit einer Mehrzahl von zwischen einem oberen Ende und einem unteren Ende des Gehäuses (2) verteilt angeordneten Halte-Nuten

(21) versehen ist; daß das Gehäuse (2) ein vorderes und ein hinteres Ende besitzt, die jeweils mit einer Gasdurchströmöffnung (22) versehen sind; und daß jede der Plattenelektroden (3) ein Paar gleichmäßig dicker Keramikplatten (31,32) und eine leitende Schicht

(33) aufweist, die als eine gedruckte Dickfilmschicht auf einer Seite einer der Keramikplatten (31) gebildet ist, wobei die andere der Keramikplatten (32) auf dieser einen Seite der einen Keramikplatte (31) angeordnet und mit dieser verbunden ist, und wobei die Plattenelektroden in dem Gehäuse (2) jeweils in einer der Halte-Nuten

(21) gehalten sind, so daß innerhalb des Gehäuses (2) jeweils zwischen zwei benachbarten Plattenelektroden (3) ein Gasweg gebildet ist, und wobei jede der Plattenelektroden (3) einen Leiter (34) aufweist, der mit der leitenden Schicht (33) verbunden ist und sich von einem Ende der Keramikplatten (31,32) weg erstreckt.

2. Ozonerzeuger nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Gehäuse (2) aus einem isolierenden Material hergestellt ist.

3. Ozonerzeuger nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Gehäuse (2) zwei im wesentlichen C-förmige Gehäuseteile (20) aufweist.

4. Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

- 8 daß die leitende Schicht (33) aus Gold hergestellt ist.

5. Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht (33) aus Platin hergestellt ist.

6. Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die leitendende Schicht (33) aus Silber hergestellt ist. 10

7. Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die leitende Schicht (33) im wesentlichen rechteckig mit abgerundeten Ecken (331) ist. 15

8. Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfange der Keramikplatten (31,32) mittels Silikon-Dichtmasse hermetisch verbunden sind.