DE96400C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Mehrzahl der bis heute bekannt gewordenen Apparate für die Darstellung des Ozons durch hochgespannte Ströme sind dadurch charakteristisch, dafs man genöthigt ist, um gefahrbringende Stromkreise zu verhüten, durch.ein Dielektricum, wie Glas, Glimmer etc., die beiden Elektroden, zwischen denen die Entladung stattfindet und die zu ozonisirende gasförmige Masse circulirt, von einander zu trennen, wie solches bei den Apparaten von Otto, Siemens und Andreoli der Fall ist. Die dielektrischen Körper sind sehr oft die Ursache von, Unfällen, besonders wenn Glas benutzt wird. Wenn man sich dessen nicht bedient, werden wenigstens bei Benutzung von Strömen hoher Spannung und schwacher Intensität, welche beispielsweise durch eine elektrostatische Maschine erzeugt werden können, zwischen den entgegengesetzten Elektroden Entladungen entstehen und dieselben unbrauchbar machen.

Die Entstehung dieser Entladungen wird besonders bei der durch die Ueberhitzung herbeigeführten Widerstandsverminderung der Gasmenge veranlafst.

Der Erfinder hat eine Anzahl von Apparaten entdeckt und erforscht, welche für die Darstellung des Ozons die Benutzung von mittels Wechselapparaten und Transformatoren erzeugten hochgespannten Strömen gestatten, ohne Gefahr der Bildung von Kurzschlüssen zwischen den Elektroden. Diese Apparate zeigen folgende charakteristische Merkmale:

ι. Die Elektroden sind zur Hälfte oder mehr

beweglich.

2. Zu ihrer Construction werden die Materialien verwendet, die volle Garantie für den Widerstand und die Solidität bieten, die man bei Apparaten für einen langen industriellen Gebrauch verlangen mufs.

3. Die elektrische Entladung erfolgt direct in die Luft oder in den Sauerstoff zwischen den die verschiedenen Spannungen übertragenden metallischen Theilen, ohne dafs irgend ein Dielektricum dazwischen eingeschaltet ist.

Die Beweglichkeit der Elektroden (oder mindestens der Hälfte derselben) hat den Zweck, die Entladung nur eine sehr kurze Zeit wirken zu lassen, um jede Erwärmung der elektrischen Gasmenge und den daraus resultirenden Kurzschlufs zu vermeiden.

Betrachtet man z. B. zwei Elektroden, welche bezw. mit den beiden Polen einer Quelle von hoher Spannung in Verbindung stehen und in einer Entfernung angebracht sind, dafs die Entladung nicht zwischen ihnen zur Wirkung kommen kann, so wird· bei Annäherung derselben bis zu einer genügend kleinen Entfernung die Entladung sich vollziehen. Vermehrt man nun stufenweise diese Entfernung, so wird die Entladung aufhören in dem Augenblick, wo der durch den Weg, den sie durchlaufen soll, gebotene Widerstand so grofs wird, dafs sie ihn durch die Differenz der zwischen den Elektroden herrschenden Spannung nicht überwinden kann.

Diese Folge von Erscheinungen kann durch mehrere verschiedene Einrichtungen erlangt werden. Eine der einfachsten besteht darin, dafs man zwei parallele Ringconductoren an-

wendet, in denen eine Serie paralleler oder wenig geneigter Sectoren wie die Flügel einer Schraube ausgeschnitten sind. Die Mittelpunkte beider Ringe liegen auf derselben Achse, die beiden Ringe sind mit den entsprechenden Polen eines Hochspannungs-Transformators verbunden.

Die in Betracht kommenden Flächen können eben, wellenförmig oder mit Spitzen bedeckt sein. Der eine der Ringe steht fest, während der andere rotirt. Eine Entladung geschieht jedesmal, wenn die beiden vollen Sectoren sich gegenüber befinden, und erlischt, wenn sie sich von einander entfernen.

Man kann die Ringe auch durch zwei andere Flächen beliebiger Form ersetzen, welche, anstatt zu rotiren, abwechselnd geradlinig oder kreisförmig bewegt werden.

Die in der beiliegenden Zeichnung in Fig. ι und 2 bezw. 3 und 4 dargestellten zwei Typen von Ozonapparaten mit beweglichen Elektroden bewähren sich erfahrungsgemäfs am besten. Der theils in Vorderansicht α und theils im Schnitt b durch Fig. 1 und theils in Seitenansicht α und theils im Schnitt b durch Fig. 2 dargestellte Apparat besteht aus einem soliden Gufsrahmen in Form eines Achtecks F¹F²F³ F⁴, dessen Seitenwände abwechselnd mit Vorsprüngen F¹ F² F³ F⁴ etc. und Vertiefungen L¹ L² L³ Z,⁴ etc. versehen sind. Letztere tragen ähnliche Flügel wie diejenigen der Sectoren.

Innerhalb des Rahmens F¹F²F³F⁴ und getragen von einer Achse A¹A² durch Vermittelung eines Isolationsringes / kann sich eine Metallscheibe D¹D² drehen, die eine Anzahl ebener und wellenförmiger oder mit Spitzen besetzter, oder mit Metallbürsten S ^! 5² S³ etc. aus Aluminium oder Platin versehener Sectoren trägt.

Eine Riemscheibe P auf der Achse A¹A² dient zur Bewegung der Scheibe.

Zwei Glasplatten G¹ G² gestatten das Hineinsehen in den Apparat, von denen die eine G¹ in der Mitte durchbohrt ist und in dem Loche eine Metallstange trägt, die an einem Ende mit einer Bürste c, die den Strom zur Scheibe D¹ D² leitet, und an dem anderen Ende mit einer Drahtklemme P¹ versehen ist. In letzterer ist ein Leiter befestigt, der mit dem einen Pol eines Hochspannungs-Transformators verbunden ist und dessen anderer Pol mit dem Metallrahmen durch einen Leiter P² communicirt, der an einem der Fundamentbolzen des Apparates befestigt ist.

Die zu ozonisirende Luft- oder Sauerstoffmenge tritt in den Apparat durch das Rohr t^l ein, wird durch ein Sieb K gleichmäfsig vertheilt, folgt den durch die Pfeile angedeuteten Richtungen und entweicht, nachdem sie der Einwirkung der Entladung unterworfen, durch das Rohr t'².

Sobald der Apparat in Thätigkeit ist, finden infolge der Ungleichheit der Entfernungen, welche die Sectoren S¹ S² S³ etc. von den Partien Z¹/²/³/⁴ etc. und V¹V²V³ etc. des Gufsrahmens trennen, die Entladungen in sehr kurzen Intervallen statt, und zwar dauernd von einer Spitze der Sectoren zur anderen. Auf solche Weise wird die Bildung von Kurzschlüssen absolut verhindert.

Der bewegliche Theil der durch Fig. 3 theils in Ansicht (a), theils im Längsschnitt (b) und durch Fig. 4 theils in Oberansicht (a) und theils im Horizontalschnitt (b) dargestellten Apparates wird aus zwei oder mehreren Metallschrauben gebildet, die sich im Innern eines Gufscylinders drehen, der wie der Rahmen des vorerwähnten Apparates mit vorspringenden Partien I¹I²I³ etc. und zurücktretenden F¹ F² F³ etc. versehen ist. Der Cylinder F¹ F² F³ F⁴ ist an jedem Ende durch Glasplatten G¹ G'² etc. geschlossen. Jede Schraube H¹H² wird durch eine Anzahl leitender Spitzen aus Platin, Aluminium etc. gebildet, die durch zwei zusammengedrehte Drähte festgehalten werden und auf einem Cylinder D¹D² von Porcellan oder einer anderen geeigneten Isolirmasse befestigt sind.

Eine auf einem an der Unterseite des Porcellancylinders befestigten Metallring m schleifende Bürste C leitet den Strom zu den Metallspitzen der Schrauben; diese Bürste wird durch einen mit einer Drahtklemme P¹ versehenen Stift getragen, der eine der den Cylinder abschliefsenden Glasplatten durchdringt.

Der eine Pol eines Hochspannungs-Transformators ist vereinigt mit der Drahtklemme P¹, der andere Pol steht mit dem Cylinder F¹F²F³F* durch einen an der Befestigungsschraube P² befestigten Draht in directer Verbindung. Die beiden Schrauben H¹ und H² sind durch die eine Zusammenschnürung bildende Scheibe E getrennt. Der Zweck dieser Scheibe ist, die Geschwindigkeit des Gasstromes in den verschiedenen Theilen des Apparates zu regeln und die zu ozonisirende, durch das Rohr t¹ eintretende und durch das Rohr t² ausströmende Luft- oder Sauerstoffmenge in einer möglichst gleichförmigen Weise der Entladung zu unterwerfen. Die Achse A¹A² ist zur Erzeugung der rotirenden Bewegung mit einem Triebwerk versehen.

Beim Betriebe des Apparates geschieht die Entladung zwischen den die Schraube bildenden Spitzen und den Vorsprüngen I¹I²I³ etc. des Cylinders. Die Entladungen beginnen und erlöschen in sehr kurzen Zwischenräumen, so dafs Kurzschlüsse absolut vermieden werden.

Um mit 50000 Volt zu arbeiten, ist es vorteilhaft zur Vereinfachung der Construction des Apparates, die Metallspitzen durch eine

einfache gegossene Schraube aus Leisten von dreieckigem Querschnitt zu ersetzen.

In den beschriebenen Apparaten mit beweglichen Elektroden ist die Entfernung, welche die bewegten von den feststehenden Theilen trennt, die angenä'hertste, das will sagen, die Entfernung, welche die elektrische Entladung durchlaufen mufs, wechselt mit der Spannung.

Beispielsweise sollte diese bei 18000 Volt ungefähr 3 cm betragen.

j Diese Apparate sind gewöhnlich aus Gufseisen hergestellt, man kann jedoch für dieses Metall irgend ein anderes Material, wie Holz, Blech, Porcellan oder dergl., benutzen. Bei Anwendung eines nicht leitenden Materials ist jedoch die Stelle, wo die Entladung stattfindet, mit Metall zu bedecken.

Um die zu diesen Apparaten benutzten Materialien gegen die Einwirkung des Ozons unempfindlich zu machen, kann man sie mit einer Schicht nichtoxydirbaren Metalles, Platin, Gold etc. bedecken oder durch einen geeigneten Ueberzug von Emaille, Firnifs etc. schützen.

Die beschriebenen und in den Fig. 1 bis 4 dargestellten, sowie ähnliche Apparate mit bewegten Elektroden können nicht nur für die Herstellung von Ozon, sondern auch für alle diejenigen Operationen, Combinationen oder Decompositionen von Gas verwendet werden, welche die Einwirkung elektrischer Entladungen benöthigen, wie z. B. für die Combination von Stickstoff und Acetylen zur Bildung von Blausäure. Ebenso können die in Fig. 1 bis 4 dargestellten Apparate durch gruppenweise Anordnung in Ausdehnung und Leistungsfähigkeit beliebig gesteigert werden.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Apparat zur Erzeugung elektrischer Entladungen von hoher Spannung mit Hülfe von Wechselapparaten und Transformatoren, gekennzeichnet durch die Anwendung rotirender Elektroden zur stufenweisen Ein-

- leitung und Unterbrechung elektrischer Entladungen in kurzen Intervallen, um Kurzschlufs zu verhindern.

2. Eine Ausführungsform des Apparates nach Anspruch 1 mit Elektroden in Form von Scheiben oder Flachringen mit ebenen, gewellten oder mit Spitzen bedeckten Sectoren (Fig. 1 und 2) oder in Form von mit in Schraubenlinie angeordneten Bürsten, Spitzen oder spitzkantigen Leisten armirten Cylindern (Fig. 3 und 4), welche beiden Arten vor oder zwischen geeigneten Sectoren oder Conductorleisten rotiren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.