EP1699948A1 - Elektrochemischer ozonerzeuger - Google Patents

Elektrochemischer ozonerzeuger

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EP1699948A1
EP1699948A1 EP04819651A EP04819651A EP1699948A1 EP 1699948 A1 EP1699948 A1 EP 1699948A1 EP 04819651 A EP04819651 A EP 04819651A EP 04819651 A EP04819651 A EP 04819651A EP 1699948 A1 EP1699948 A1 EP 1699948A1
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EP
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ozone generator
housing
anode
generator according
electrochemical
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Withdrawn
Application number
EP04819651A
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English (en)
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Inventor
Dirk Schulze
Wolfgang Beyer
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Original Assignee
Individual
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    • C25B1/01—Products
    • C25B1/13—Ozone
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    • Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy

Definitions

  • the invention relates to an electrochemical ozone generator for generating ozone with an electrochemical cell, comprising a cathode and an anode and an electrolyte arranged between them.
  • EP 0 994 074 A2 discloses an arrangement and method for the anodic oxidation of aqueous solutions, in particular for water treatment, wastewater treatment and bath treatment with an electrode equipped with a layer of diamond.
  • DE 100 25 167 A describes an electrode for the electrolytic generation of ozone and / or oxygen.
  • the electrochemical ozone generators previously on the market - electrolysis cells for generating ozone - are stationary systems which are operated with a corresponding power supply device with a mains connection.
  • Stationary electrolysis cells of this type with power supply devices via a network connection are used, for example, for producing ozone in a wide variety of fields of application, since ozone with an oxidation potential of 2.07 eV is an extremely effective oxidizing agent.
  • Ozone is therefore used in chemistry and pharmacy for example for the oxidation of hydrocarbons in synthetic fiber production, production of pure oxidants for chemical processes, production of raw materials for the pharmaceutical and cosmetic industry, production of peroxides, for the disinfection and disinfection of drinking water, mineral water, swimming pool water, Process water, cooling and waste water as well as in the pulp, paper, textile, printing and plastics industry for the bleaching of pulp, paper, clay and textile fibers among others used. It is also used in the food industry for bleaching food products, for sterilizing food, for disinfecting storage rooms, packaging materials, production machines as well as for cleaning exhaust gases and exhaust air.
  • the electrochemical ozone generators mainly produce oxygen and other peroxidic and other electrolysis products depending on the composition of the water supplied to the anode or the overvoltage of the anode.
  • ozonization of the water is carried out by means of such ozone generators in order, for. B. a germ reduction in the water to sanitize the water, ie to sterilize or disinfect the water.
  • the above-mentioned goals of reducing the number of germs up to sterilizing the water are usually sought.
  • the invention has for its object to provide an electrochemical ozone generator with which it is possible to ozonize small and small amounts of water in an economical manner on site.
  • the solution according to the invention consists in that the electrochemical ozone generator is designed as a compact ozone generator and has a tubular housing with at least one opening at the end with which it can be immersed in a liquid to be ozonized and the electrochemical one Cell is arranged near the end opening of the tubular housing. A possible installation location is within the tubular housing.
  • an electrochemical ozone generator which is designed, for example, as a mobile hand-held and portable device and in which the cell is preferably formed from interchangeable disposable parts.
  • the invention thus proposes a very small, handy device, designed in a miniaturized form, which could also be referred to as a mini-ozone generator.
  • the device according to the invention comprises both the ozone generator and the power supply in a portable device, so that it is mobile regardless of a stationary power supply and can be used anywhere on site.
  • the ozone generator according to the invention is used in particular for the ozonization of water on site, in order to selectively, for. B. ozonize fully demineralized or not fully demineralized water, in small quantities.
  • the cell can be made correspondingly small, which of course also does not have a very long lifespan, so that after the cell components have been used and become inactive, they can be removed in their entirety from the ozone generator according to the invention and thrown away as a disposable part and replaced by a new cell or only that used parts of the cell can be replaced.
  • the ozone generator according to the invention does not necessarily have to be connected to a network, but can be supplied with small amounts of energy on site by means of a battery and / or solar cell and / or rechargeable battery.
  • a battery and / or solar cell and / or rechargeable battery can be supplied with small amounts of energy on site.
  • the ozone generator according to the invention is thus designed for the production of a small amount of ozone and oxygen for a service life of, for example, 1 to 2 or more hours until the cell components have been used up, and then by exchanging the used and inactive parts or all Parts of the cell to make the ozone generator according to the invention ready for use again.
  • the ozone generator according to the invention has a one-part or multi-part tubular housing with openings at the front end and rear end of the housing, and in the housing, starting from the front end of the housing, the cathode, the electrolyte, which are in succession
  • Anode, a in the longitudinal extent of the housing and contactable with the anode contactable contact pin, an electrical power source and a closure piece for the rear end of the housing are arranged, with an anode space sealed against the closure piece in the anode space in the direction of the contact pin Housing is formed and the anode compartment has a passage for the gases generated.
  • batteries - disposable or rechargeable - can be provided, which are preferably received within the tubular housing between the contact pin and the closure piece, as in principle, for. B. is known from flashlights ago.
  • the closure piece itself is designed as a power source and immediately, for. B. by means of a molded on this contact plunger on the contact pin and connected via leads to an external voltage source, such as a power supply.
  • an external voltage source such as a power supply.
  • a solar module with at least one solar cell as a current source on the housing instead of or in addition to the aforementioned embodiments.
  • the z When immersing the ozone generator according to the invention with its front end in the liquid to be treated, the z. Through the opening at the front end of the tubular housing. B. contact water to be treated with the cell and from the passage of the anode compartment, the gas produced, containing ozone, can escape from the housing and enter the water to be treated surrounding the front end of the housing, so that ozonization takes place.
  • the inventive design of the ozone generator with a tubular housing enables a compact design.
  • the housing is of elongate rod-shaped design so that it can be immersed, set or hung in containers such as bottles, pots or the like with its front end, the ratio of the diameter of the housing to the length of the housing preferably being in the range of 1: 5 to 1:15.
  • the outer diameter of the housing is preferably based on the diameter of the batteries that may have to be inserted and is to be made larger in order to create a sufficiently thick housing wall, it is preferably in the range between 10 and 50 mm.
  • the length of the housing depends on the one hand on the dimensions of the power source and cell components and is preferably at least about 10 cm in the case of power supply by means of batteries arranged in the housing. If the ozone generator according to the invention is to be very long in order to introduce a correspondingly high container, the housing can also be made correspondingly longer. This creates a handy, portable device as a mini-ozone generator that is as small as a ballpoint pen.
  • the ozone generator according to the invention is connected to an external power source via a corresponding connection socket instead of batteries, shorter housing lengths of less than 10 cm, e.g. B. 3 to 5 cm realizable.
  • the contact pin arranged between the electrical power source and the anode is movably held in the housing in the longitudinal extent thereof.
  • This holder of the contact pin can preferably include both a seal against the housing and at the same time a seal of the anode space against the housing and the contact pin.
  • the ozone generator according to the invention is to be used for the ozonization of demineralized water (demineralized water), it is advisable to form the electrolyte from a solid electrolyte membrane which is arranged between the anode and the cathode.
  • the anode space is connected to the environment via at least one passage formed in the housing. This enables that when the ozone generator according to the invention is immersed with its front region in the water to be treated, this water comes into contact with the anode space through the passage and the gases resulting from the electrolysis pass from the anode space into the water to be treated in order to effect ozonization ,
  • the contact pin can be brought into contact with the power source, while at its end contacting the anode, with which it can be pressed against the anode, it is, for example, flat or crowned.
  • the cell parts are removable, i. H. again releasably attached to the housing.
  • the parts of the cell individually, i. H. be used separately from each other in the housing or together, in the latter case z.
  • cathode and anode can be connected, for example, to form a unit with the interposition of the electrolyte.
  • the disposable cell comprising the cathode, electrolyte and anode is held on the housing via the cathode.
  • the electrolyte is formed as a solid electrolyte membrane, it can be placed loosely on the cathode already fixed on the housing and the anode can then be placed loosely on it. at used anode can then be removed by loosening the cathode from the housing of the ozone generator according to the invention at the same time solid electrolyte membrane and anode and the used parts can be replaced by new ones.
  • the cell composed of cathode, electrolyte and anode is inserted into the front open end of the housing and can be positioned and held by means of a fastening means which can be fastened to the front end of the housing, the fastening means being coaxial with a central, continuous recess has the tubular housing.
  • the water to be treated can contact the cathode through this recess in the fastening means.
  • the inside of the housing at its front end with a stepped bore, on which the cathode is placed, and this, for example, by means of a fastening means, such as a screw ring or bayonet lock, which can be screwed into the stepped bore from the front end of the housing is to be releasably attached.
  • the fastening means can also be fastened, for example, to the outside of the housing, such as by means of a screw connection or bayonet connection or a clamping connection, but the fastening means should always have a central, continuous recess, so that the cathode fixed on the housing is connected to the surroundings.
  • the housing can have at the front end at least one slot which extends transversely to the longitudinal extent and forms a bayonet, through which the cathode can be inserted and removed again for holding in the housing.
  • the housing at the front end with two mutually opposite slots which extend transversely to the longitudinal extent and through which the cathode can be inserted and removed again for holding in the housing.
  • Cells that contain a solid electrolyte membrane are preferably used for the ozonization of demineralized water.
  • Cells that have a diamond-coated anode are preferably used to ozonize deionized water, such as. B. drinking water to this z.
  • a cell is formed from the diamond-coated anode and a cathode arranged at a distance therefrom, the gap formed between the anode and cathode being filled by the electrolyte, and in this case this electrolyte is made up of the water to be ozonized educated.
  • the diamond-coated anode can be loosely, detachably or insolubly formed with the formation of the gap with the cathode.
  • a spacer for the formation of the gap for the electrolyte z. B. a porous part or spacer can be used.
  • PEM cell polymer electrolyte membrane
  • the closure piece is equipped with a device for switching the electrical power source on and off.
  • the closure piece serves in a first function for closing the housing, pressing the contact pin against the anode and holding the parts together in the housing and in a second function for establishing the electrical contact, i. H. Switching the ozone generator according to the invention on and off.
  • the closure piece can for example be connected to the rear end of the housing via a bayonet connection or screw connection.
  • a first compression spring can be arranged between the power source accommodated in the housing, for example the batteries, and the closure piece.
  • This first compression spring is used to mechanically hold the anode, contact pin and batteries in the housing, but no current flows.
  • the closure piece can have two successive Positions are formed, of which the first position brings about the mechanical cohesion of the parts of the ozone generator according to the invention and the second position establishes the electrical contact between the power source and the contact pin.
  • These two mutually separate and consecutive positions of the closure piece can be achieved, for example, in connection with two compression springs, which become active one after the other when the closure piece moves accordingly.
  • the second compression spring produces the electrical contact when activated - switching on - and when deactivated - switching off - the ozone generator according to the invention.
  • the contact pin should be made of a corrosion-resistant, conductive metal, for example titanium or another valve metal, such as zirconium, niobium and / or tantalum.
  • the contact pin serves to activate the ozone generator, to position and hold the solid electrolyte membrane, which may be provided, and the anode to the cathode by pressing the contact pin onto the anode.
  • the ozone generator according to the invention, it is proposed to subdivide the housing and to provide two tubular housing parts which are coaxially releasably connectable, one housing part comprising the cell and the anode compartment and forming the front housing part and one housing part the contact pin, the power source and the closure piece includes and forms the rear housing part.
  • These two tubular housing parts can for example be screwed together, clipped or connected in the manner of a bayonet lock.
  • the anode compartment of the front housing part can then be closed at the end facing the rear housing part by means of a watertight cover, through which the contact pin can be pierced when being put together or can be passed through an opening, and the cover can provide a passage for the accumulating in the anode compartment have a gas mixture that can be generated by the cell.
  • the front housing part containing the cell and the anode compartment is preferably covered at its end facing the rear housing part with a waterproof but vapor-diffusion-permeable cover - membrane - so that the gas mixture which can be generated by the cell can permeate through. It is also possible to provide a valve in the waterproof cover so that the gases forming in the anode compartment can escape.
  • the cover can also be formed by an elastomer film, which allows gases that accumulate along the opening for the contact pin to pass through to the outside.
  • the front housing part with cell and anode space including fully demineralized water, as a replaceable cartridge and thus as a disposable part.
  • the escape of the gas mixture and ozone that can be generated is made possible, for example, by a cover of the anode compartment that is open to vapor diffusion or by a corresponding closable opening.
  • the cover of the front housing part is formed at its end facing the rear housing part with an opening which can be penetrated by the tip of the contact pin and through which the contact pin can be sealed until the anode is contacted.
  • the opening in the cover of the front housing part can be covered, for example, by means of a removable protective film which is removed when the parts are joined together. Due to the simple construction of the ozone generator according to the invention with a tubular elongate housing which is open at its front end, the cell can be activated directly by immersing the front part of the ozone generator according to the invention in the water to be ozonized. By switching on the power source via the closure piece, the ozone generation is started via the contacting of the contact pin with the anode.
  • the generated ozone and other gases can either enter the water to be ozonized directly through the anode compartment if it is connected to the environment via passages in the wall of the housing, or if the anode compartment is closed and filled with fully demineralized water, Escape via an appropriate passage from the anode space into the housing space and from here in turn pass through a passage in the wall of the housing into the environment and thus into the water to be ozonized.
  • the cell with cathode, electrolyte and anode can be replaced in whole or in part and replaced by a new cell, or the entire cartridge can be replaced by a new cartridge which is filled with fully demineralized water.
  • the disposable part is also possible to design the disposable part as a cartridge without demineralized water, i.e. H. the anode compartment is not filled with deionized water and is directly connected to the environment via openings in the housing, so that the ozone generated and the other gases can escape from the anode compartment.
  • the ozone generator in any liquids, for. B. immerse normal water and ozonize it, because the deionized water necessary for ozone generation is kept in the cartridge. This works as long as the water in the anode compartment / cartridge stays clean.
  • an ozone generator according to the invention which is composed of a rear housing part with contact pin and power source and one Cartridge
  • the activation when assembling the cartridge, which forms the front housing part can take place by means of the contact pin, which pierces the cartridge during assembly and is inserted into the cartridge until contact is made with the anode.
  • small amounts of electricity in the range of 80 mA which can be generated with a battery, a power pack and / or by means of solar cells, are also sufficient.
  • solar cells can for example be attached to the outside of the housing.
  • the ozone generator proposed according to the invention is suitable, for example, as a mobile hand-held device or, due to its size, for certain stationary applications, for example for installation in corresponding liquid containers.
  • the electrochemical ozone generator according to the invention is used in a device for the post-treatment of drinking water.
  • a device for post-treatment of drinking water contains an ion exchanger for partial or full demineralization of the drinking water supplied to the ion exchanger and also an electrochemical ozone generator designed according to the invention in order to ozonize the drinking water.
  • Ion exchangers in the sense of the invention are understood to mean both ion exchangers for partial demineralization of drinking water, ie those ion exchangers which primarily remove calcium carbonate and magnesium carbonate ions from the drinking water, as well as demineralization plants which work, for example, with so-called mixed bed exchangers and z.
  • the electrochemical ozone generator equipped with a membrane in the electrochemical cell also experiences a considerable extension of the service life, since the relatively large calcium carbonate and magnesium carbonate ions in drinking water usually block such membranes within a short time.
  • an ion exchanger is installed upstream of the electrochemical ozone generator, which precisely removes these calcium carbonate and magnesium carbonate ions from the drinking water, the life of the membrane in the electrochemical cell can be significantly extended.
  • the ion exchanger and the electrochemical ozone generator are connected to one another via a pipeline through which the drinking water to be treated can be passed.
  • the electrochemical ozone generator can preferably be inserted or screwed into the pipeline such that it can be removed, so that in the position inserted into the pipeline the end opening is immersed in the drinking water that can be guided in the pipeline and can therefore cause ozonization. If an exchange of the electrochemical cell of the ozone generator is necessary, the electrochemical ozone generator can be removed from the pipeline and exchanged for a new electrochemical ozone generator or, after exchanging the possibly closing electrochemical cell, inserted or screwed into the pipeline again.
  • FIG. 1 shows an ozone generator according to the invention for generating ozone with a tubular housing with a closure piece schematically in longitudinal section
  • FIG. 2 shows the use of the ozone generator according to the invention according to FIG. 1 in a container filled with water for the purpose of ozonization
  • FIG. 3 schematically shows a two-part ozone generator according to the invention with a front housing part as a separate cartridge and a rear housing part
  • FIG. 4 shows the ozone generator according to the invention according to FIG. 3 in an activated composite form
  • FIG. 5 is a top view of an ozone generator according to the invention for producing ozone in rod form
  • FIG. 6 a view of the housing of the ozone generator according to the invention according to FIG. 5,
  • FIG. 6b section AA of the housing according to FIG. 6a
  • FIG. 6c shows the bayonet of the housing according to FIG. 6a
  • FIG. 7 view of the contact pin of the ozone generator according to the invention according to FIG. 5,
  • FIG. 8 view of the cathode of the ozone generator according to the invention according to FIG. 5,
  • FIG. 9a view of the closure piece of the ozone generator according to the invention according to FIG. 5,
  • FIG. 9b top view of the closure piece according to FIG. 9a
  • FIG. 9c section BB through the closure piece according to FIG. 9b
  • FIG. 10 longitudinal section CC through the ozone generator according to the invention according to FIG. 5, FIG. 11 top view of the front end of the housing with the cathode inserted,
  • FIG. 12 shows a section through a further embodiment of the invention
  • Figure 13 schematically shows a device for the treatment of drinking water.
  • the ozone generator 1 for the electrochemical generation of ozone according to FIG. 1 has a continuous tubular housing 3, the front end 30 and rear end 31 of which is open.
  • a cathode K In the housing 3, starting from the front end 30, a cathode K, a solid electrolyte membrane F and an anode A are arranged in succession, which together form the electrochemical cell 2 and form a disposable part which can be replaced after consumption.
  • the rear end 31 of the housing is closed by means of a closure piece 5 which, on the one hand, serves to close the housing 3 at the open end 31 and which is used for mechanical cohesion of the parts therein and, furthermore, is equipped with a switch 50 which is operated, for example, by means of a compression spring 51 can be connected to the power source 6 and causes the switch-on process and activates the ozone generator according to the invention.
  • the contact pin 4 is furthermore held and guided in the housing, for example by means of sealing rings 7a, 7b, which at the same time seal against the housing wall and the contact pin and thus separate the interior of the housing.
  • the anode space 9 is formed between the anode and the first seal 7b for the contact pin following in the direction of the rear end of the housing.
  • the anode compartment 9 is connected to the environment, for example, via a passage designed as an opening 32 in the wall of the housing.
  • the ozone generator according to the invention according to FIG. 1 can now be used for ozonizing z.
  • demineralized water for example, as shown schematically in FIG. 2, can be immersed in such a container 100 with its front end, so that it has at least its front part including the anode compartment and the passage 32 in which connects the anode compartment with the environment the fully desalinated water is immersed.
  • the ozone generator according to the invention can, for. B.
  • the ozone generator 1 according to the invention When the ozone generator 1 according to the invention is immersed in the water of the container, the water can enter the anode compartment 9 through the passage 32.
  • the fully demineralized water of the container contacts the cathode via the open end 30 of the ozone generator according to the invention.
  • H 2 can escape from the open end 30 of the housing, which forms the cathode space, into the surrounding water.
  • the cell is activated and ozone generation begins.
  • the gas mixture of O 2 and O 3 formed on the anode side passes through the anode space 9 and the passage 32 in the housing wall of the housing 3 into the water to be ozonized in the container 100.
  • the ozone generator 1 is removed from the container and switched off.
  • the service life of such a handy battery-operated ozone generator can be a few hours.
  • the cathode, solid electrolyte membrane and anode cell can be removed from the front end of the housing 3 and replaced by a new cell. If the housing 3 is empty, the cathode in the front area of the Housing are attached and fixed, for example by pushing through two slots formed opposite one another in the wall of the housing, on which the solid electrolyte membrane and then the anode can be placed loosely. Then the contact pin with the seals is inserted into the housing. This is followed, for example, by the batteries and finally the closure piece 5 with switch and compression spring.
  • FIG 3 the design of the ozone generator for ozonization of small amounts of water is shown in a two-part design, the front housing part 3a, the cell 2 with cathode, electrolyte, for. B. comprises a solid electrolyte membrane, anode and a closed anode space 9 and the rear housing part 3b of the ozone generator 1 according to the invention comprises the contact pin 4, the power source 6 and the closure piece 5.
  • the front housing part 3a is preferably designed as a cartridge and has at its rear end facing the rear housing part 3b a waterproof cover 35 through which the contact pin 4 with its tip 40 can be guided.
  • the cover 35 can be provided, for example, with an opening 36 which is covered by a protective film 11 which can be pulled off.
  • the front housing part 3a which is designed as a separate part in the manner of a cartridge, can also have a passage in the housing wall, as explained in the ozone generator according to the invention according to FIG can penetrate.
  • the anode compartment of the front housing part 3a completely watertight and to fill the anode compartment with demineralized water beforehand, as a result of which the front housing part is a cartridge filled with demineralized water.
  • the cover 35 covering the anode compartment for example as a membrane, can be made watertight and open to vapor diffusion, so that the gas mixture can diffuse through, but the demineralized water into the anode compartment remains.
  • the rear housing part 3b and the front housing part 3a designed as a cartridge are coaxially connected to one another, for example via a bayonet connection or screw connection 12.
  • the contact pin 4 which is sealed in the rear housing part 3b by means of two spaced-apart sealing rings 7a and 7b, is passed with its front end through the cover 35 until contact with the anode A.
  • the cartridge contains no water, the ozone generator according to the invention as described in Figures 1 and 2.
  • a passage 32 is then expediently formed in the wall of the housing of the front part 3a, which connects the anode space 9 to the surroundings.
  • the front housing part 3a can be exchanged for a new front housing part including the cell.
  • the anode compartment 9 is designed as a closed container and contains fully demineralized water in the anode compartment 9, it is necessary in the housing interior 37 connected to the cover designed as a membrane 35 to the rear housing part 3b to allow the outlet for the escaping Form gas mixture in the form of a passage 32 in the wall of the housing.
  • the ozone / oxygen mixture generated can then be passed through the passage 32 into the surrounding liquid to be ozonized, such as, for. B. water.
  • the cell can be fixed in the front housing part 3a, as explained, for example, in the ozone generator according to the invention according to FIG. 1.
  • the cartridge 3a can have at its front end a stepped, extended bore into which the cathode is inserted and can be fixed, for example, by means of an outside or overleaf screw ring or bayonet catch.
  • the ozone generator z. B. can be immersed in normal, non-demineralized water to ozonize it. At least small amounts of liquid / water can also be ozonized in this way.
  • FIG. 5 shows an ozone generator 1 according to the invention for generating ozone for the ozonization of demineralized water in rod form in approximately natural size, which ozone generator according to the invention can be equipped with three 1.5 V batteries, for example.
  • the ozone generator according to the invention comprises the housing 3 with the front open end 32 and the rear open end 31, which is of tubular design throughout. In the area of the front end, the cell 2 is accommodated, which is followed by the contact pin 4 in the direction of the rear end. In this area, the wall of the housing 3 is formed with openings 32 which lie opposite one another as a passage to the anode chamber 9. Through these passages 32, the gases generated, including the ozone, can get into the environment.
  • the water to be ozonized also reaches the cathode of the cell 2 via the open front end 32.
  • the rear end of the housing 3 is closed with the closure piece 5, the closure piece being used both for closing the housing, for the mechanical cohesion of the parts accommodated therein and as a switch for input and Switching off the ozone generator according to the invention, that is used to produce the contact and activate the ozone generator according to the invention.
  • FIGS. 6a, 6b and 6c show the housing 3 of the ozone generator 1 according to the invention according to FIG. 5.
  • the tubular housing 3 is open at its front end 30 and has two mutually opposite, mirror-symmetrical openings 32 which extend from the open end 30 of the housing 3 and extend into the anode space.
  • these openings 32 extend only on one side to the open end 30 of the housing and end on the other half side at a distance from one another with the formation of a web 38 from the open end 30.
  • This passage 32 thus has the shape of approximately a P, as also from the view of FIG Figure 6a and section AA of Figure 6b can be seen.
  • the guideways 39a, 39b for a bayonet lock for the locking piece 5 are incorporated, these guideways being shown in development in FIG. 6c.
  • the guideways 39a, 39b are provided with two latching positions I and II, the first latching position I serving for the mechanical closure of the housing by means of the closure piece 5 and the second latching position II for establishing the contact and activating the ozone generator according to the invention.
  • FIG. 7 shows a top view of the exemplary design of a cathode K of the cell, the cathode being designed as a closure plate and being inserted transversely through the passages 32 of the housing 3 according to FIGS. 6a and 11 and resting on the webs 38 formed there ,
  • the cathode has an elliptical shape, the end regions of the long axis protruding beyond the housing and being able to be brought into the holding position on the webs 38 of the housing in the direction of the arrow.
  • the cathode is made, for example, from open pores from a porous material, it has, for example, a sintered structure or is designed as a mash, and it can be made of steel, copper or bronze, for example.
  • the solid electrolyte membrane and the anode are placed on the cathode K, see FIG. 5, to complete the cell heart in the direction of the rear end of the housing.
  • This is followed by the arrangement of the contact pin 4, which is shown for example in FIG. 8.
  • the contact pin 4 has a spherically shaped front end 40 and on its shaft two annular grooves 41, 42, into which sealing rings - here O-rings - made of an elastomer for sealing against the housing and for electrical insulation are inserted.
  • the closure piece 5 is in its construction for the two functions, namely position I, mechanical cohesion and closure of the housing and position II, making the electrical contact when switched on and in a corresponding reversal movement from position II to the position I - switch off - shown.
  • the closure piece 5 is equipped with two compression springs 51, 52, the compression spring 52 in position I causing the mechanical cohesion of the parts located in the housing 3 of the ozone generator according to the invention and the closure of the housing end, as shown in Figure 10.
  • FIG. 10 shows the overall construction of the ozone generator according to the invention according to FIG. 1 in a longitudinal section.
  • FIG. 10 shows the ozone generator according to the invention in the closed position, but not yet switched on.
  • the cathode 5 When viewed from the open end 30, the cathode 5 is first inserted into the tubular housing 3, followed by the remaining parts of the cell, such as the solid electrolyte membrane and anode. This is followed by the contact pin 5 with the seals 7a, 7b, through which the contact pin is securely guided in the housing and at the same time the anode space is sealed off from the rest of the housing space. This is followed by three batteries 6 as a power source and finally the closure piece 5 with the compression springs 52, 51 for the closure position I and the mechanical cohesion and for the switching position II.
  • a gap is formed for the electrolyte between the anode and the cathode, the electrolyte being formed by the process water to be treated, the natural conductivity of which is used.
  • the gap can be separated by spacers, i.e. H. by an appropriate attachment of the anode or cathode via spacers or also, for example, by a porous part which is introduced between the anode and cathode for the purpose of maintaining a distance and which leaves sufficient space for the electrolyte.
  • the parts can, for example, be placed loosely in the housing in a stepped bore or a plurality of stepped bores and fastened, for example, by means of a locking ring.
  • FIG. 12 shows a further embodiment of the electrochemical ozone generator according to the invention for generating ozone, which is characterized by a particularly compact design, the same parts as the exemplary embodiments explained above being identified with the same reference numbers in order to avoid repetitions.
  • the electrochemical ozone generator according to the exemplary embodiment in FIG. 12 in the form of a highly compact ozone generator 1 comprises a tubular housing 3 with openings 30, 31 at the two ends thereof, starting from the front end 30 an electrochemical cell consisting of cathode K, anode A and solid electrolyte membrane F therebetween is used.
  • This electrochemical cell is held together by holding clips 200 in the orientation required for its function, the cell 2 being fastened in the same way as in the exemplary embodiment according to FIGS. 5 and 6a to 6c, ie. H.
  • Via bayonet guides in the tubular housing 3 and the gases produced during operation are discharged via the passage 32 into the surrounding water.
  • Such a cell connected with retaining clips 200 forms an exchangeable unit.
  • a contact pin 4 is provided with a protruding tip 40, which is in contact with the anode A via a central recess in the holding clips 200, and the contact pin 4 is opposite the inner wall of the tubular housing by means of seals 7a, 7b 3 sealed.
  • a closure piece 5 is screwed by means of thread 502 into the correspondingly designed open end 31 of the tubular housing 3 and makes contact with the back of the contact pin identified by reference number 41 by means of a contact plunger 500 projecting in the direction of the contact pin 4 4 in such a way that electrical currents can be transmitted.
  • the contact piece 5 is connected via leads 501 inserted into the contact piece 5 outside the housing 3 to an external power source (not shown here), for example a power supply unit or an external battery or accumulator pack, so that a power supply for the contact piece 4 and thus the anode A is produced directly via the closure piece 5 and its contact plunger 500.
  • the tubular housing 3 can be made correspondingly compact, for example with a total length of only 35 mm, which opens up an even broader range of applications for the ozone generator 1 according to the invention ,
  • the housing 3 can be designed with radially projecting projections 300 as shown. By means of threads formed on the outside of the housing 3, stationary installation in devices, for. B. tanks.
  • the switching on and off of the power supply of the contact piece 4 and thus the anode A contacted by it can in turn via a switch integrated in the closure piece 5 or by varying the screwing depth of the closure piece 5 by means of the thread 502 into the open end 31 of the tubular housing 3 in controlled in such a way that the contact plunger 500 abuts the contact piece 4, d. H. Current can flow, or the contact plunger 500 is lifted from the contact pin 4 and the power supply is interrupted.
  • FIG. 13 shows an application of the electrochemical ozone generator explained above.
  • a device for post-treatment of drinking water can be seen schematically, which consists of an ion exchanger IA and an electrochemical ozone generator 1 with the structure set out above, as can be seen, for example, from FIG.
  • the ion exchanger IA is used in a manner known per se for partial or full demineralization of drinking water supplied, which is fed to the ion exchanger via a feed line 800.
  • the partially or fully desalinated drinking water in the ion exchanger IA by removing the ions present in the drinking water subsequently flows via a pipeline R to an outflow opening 801, on which, for example, a tap or a consumer, such as a vending machine or the like, is arranged.
  • the electrochemical ozone generator 1 is removably inserted or screwed into the pipeline R in the region of a T-shaped angled pipe socket R1 in such a way that at least its end opening 30, 31 into the pipeline R and the drinking water that can be guided therein from the ion exchanger IA immersed so that this drinking water flowing in the pipeline R can also be ozonized.
  • Such a device for the treatment of drinking water has an extremely small footprint due to the compactness of the electrochemical ozone generator 1.
  • the electrochemical ozone generator 1 is pulled or unscrewed from the pipe socket R1 according to arrow 802 and replaced by a new electrochemical ozone generator 1 or after replacement of the closing electrochemical cell into the pipeline R again used.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrochemischen Ozonerzeuger zur Erzeugung von Ozon mit einer elektrochemischen Zelle, welche eine Kathode, eine Anode und einen dazwischen angeordneten Elektrolyten umfasst, wobei er als kompakter Ozonerzeuger ausgebildet ist und ein rohrförmiges Gehäuse mit mindestens einer endseitigen Öffnung aufweist, mit welcher er in eine zu ozonisierende Flüssigkeit eintauchbar ist und die elektrochemische Zelle nahe der endseitigen Öffnung innerhalb des rohrförmigen Gehäuses angeordnet ist.

Description

Beschreibung:
Elektrochemischer Ozonerzeuger
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrochemischen Ozonerzeuger zur Erzeugung von Ozon mit einer elektrochemischen Zelle, umfassend eine Kathode und eine Anode und einen dazwischen angeordneten Elektrolyten.
Die Funktionsweise und Einsatzgebiete eines elektrochemischen Ozonerzeu- gers mit einer Zelle umfassend eine Kathode, eine Anode und eine dazwischen angeordnete Feststoffelektrolytmembran als Elektrolyt zur Erzeugung von Ozon in VE-Wasser (VE-Wasser = voll entsalztes Wasser) werden beispielsweise in der DE 196 06 606 C2 beschrieben einschließlich des in der DE 196 06 606 C2 zitierten Standes der Technik.
Seit einigen Jahren ist bekannt, daß mit Bor dotierte Filme aus Diamant auf geeigneten Substraten elektrochemisch über einen großen Potentialbereich in wässrigen Medien stabil sind. Insbesondere ist auch bekannt, daß solche Elektroden eine hohe Überspannung für die Sauerstoffentwicklung aufwei- sen und daher als Anoden für die Ozonerzeugung in Frage kommen („Electrochemical Behavior of Synthetic Boron-Doped-Diamond Thin Film Anodes", D. Gandini, P.-A. Michaud, I. Duo, E. Mähe, W. Haenni, A. Perret, C. Comninellis; New Diamond and Frontier Carbon Technology Vol. 9 No. 5 (1999) pp 303-316). Aus der EP 0 994 074 A2 ist eine Anordnung und Verfahren zur anodischen Oxidation von wässrigen Lösungen, insbesondere zur Wasseraufbereitung, Abwasserbehandlung und Bäderaufbereitung mit einer Schicht aus Diamant ausgestatteten Elektrode bekannt.
Ebenso wird in der DE 100 25 167 A eine Elektrode für die elektrolytische Erzeugung von Ozon und/oder Sauerstoff beschrieben.
Die bisher auf dem Markt befindlichen elektrochemischen Ozonerzeuger - Elek- trolysezellen zum Erzeugen von Ozon - sind stationäre Anlagen, die mit einer entsprechenden Stromversorgungseinrichtung mit Netzanschluß betrieben werden. Derartige stationäre Elektrolysezellen mit Stromversorgungseinrichtungen über Netzanschluß werden beispielsweise zur Herstellung von Ozon in vielfältigen Anwendungsgebieten eingesetzt, da Ozon mit einem Oxi- dationspotential von 2,07 eV ein äußerst wirksames Oxidationsmittel darstellt. Ozon wird daher in der Chemie und Pharmazie beispielsweise zur Oxidation von Kohlenwasserstoffen bei der Kunstfaserherstellung, Herstellung reiner Oxidationsmittel für chemische Prozesse, Herstellung von Grundstoffen für die pharmazeutische und kosmetische Industrie, Herstellung von Peroxyden, für die Entkeimung und Desinfektion von Trinkwasser, Mineralwasser, Schwimmbeckenwasser, Brauchwasser, Kühl- und Abwasser sowie in der Zellstoff-, Papier-, Textil-, Druck- und Kunststoffindustrie für das Bleichen von Zellstoffen, Papier, Tonerden und Textilfasern u.a. eingesetzt. Ebenso wird es in der Nahrungsmittelindustrie zum Bleichen von Nahrungsmittelprodukten, zum Entkeimen von Nahrungsmitteln, zur Desinfektion von Lagerräumen, Verpackungsmitteln, Produktionsmaschinen ebenso wie zur Reinigung von Abgasen und Abluft eingesetzt.
Die elektrochemischen Ozonerzeuger erzeugen neben Ozon hauptsächlich Sauerstoff sowie weitere peroxidische und andere Elektrolyseprodukte je nach Zusammensetzung des der Anode zugeführten Wassers bzw. der Überspannung der Anode. Bei der Behandlung von Wasser wird mittels derartiger Ozonerzeuger eine Ozonisierung des Wassers durchgeführt, um z. B. eine Keimverringerung im Wasser bis hin zu einem Keimfreimachen des Wassers, d. h. ein Sterilisieren bzw. Desinfizieren des Wassers zu erreichen. Sofern daher nachfolgend von einem Ozonisieren des Wassers gesprochen wird, sind damit meist die vorgenannten Ziele einer Keimverringerung bis hin zu einem Keimfreimachen des Wassers angestrebt.
Mit den handelsüblich erhältlichen Elektrolysezellen zum Erzeugen von Ozon kann diesem Bedürfnis der Ozonisierung von Wasser in industriellem Maßstab Rechnung getragen werden. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß darüber hinaus auch ein Bedarf besteht, kleine und Kleinstmengen von Wasser zu ozonisieren, beispielsweise für Laborproben oder in Apotheken bei der Herstellung von flüssigen Medikamenten, für Präparation oder Synthese bzw. dem analytischen Bereich oder für Trinkwasserportionen. Im Rahmen der Erfindung kommen Mengen bis zu ca. 20 I in Betracht. Hierfür kommen industrielle stationäre Anlagen zum Erzeugen von Ozon und Ozonisieren von Wasser aus wirtschaftlichen Gründen nicht in Frage.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrochemischen Ozonerzeuger zu schaffen, mit dem es möglich wird, kleine und Kleinstmengen von Wasser in wirtschaftlicher Weise vor Ort zu ozonisieren.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß die Ausbildung eines elektro- chemischen Ozonerzeugers mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgeschlagen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der elektrochemische Ozonerzeuger als kompakter Ozonerzeuger ausgebildet ist und ein rohrförmiges Gehäuse mit mindestens einer endseitigen Öffnung aufweist, mit welcher er in eine zu ozonisierende Flüssigkeit eintauchbar ist und die elektrochemische Zelle nahe der endseitigen Öffnung des rohrförmigen Gehäuses angeordnet ist. Ein möglicher Einbauort befindet sich innerhalb des rohrförmigen Gehäuses.
Erfindungsgemäß wird ein elektrochemischer Ozonerzeuger vorgeschlagen, der beispielsweise als mobiles von Hand händelbares und tragbares Gerät ausgebildet ist und bei dem die Zelle vorzugsweise von austauschbaren Einwegteilen gebildet ist.
Die Erfindung schlägt somit ein sehr kleines handliches Gerät, ausgebildet in einer miniaturisierten Gestalt, vor, das auch als Mini-Ozonerzeuger bezeichnet werden könnte. Das erfindungsgemäße Gerät umfaßt sowohl den Ozonerzeuger als auch die Stromversorgung in einem tragbaren Gerät, so daß es unabhängig von einer stationären Stromversorgung mobil ist und überall vor Ort eingesetzt werden kann.
Der erfindungsgemäße Ozonerzeuger dient insbesondere der Ozonisierung von Wasser vor Ort, um wahlweise z. B. voll entsalztes oder nicht voll entsalztes Wasser zu ozonisieren, und zwar in kleinen Mengen. Entsprechend klein kann die Zelle ausgebildet sein, die natürlich auch keine sehr lange Lebensdauer hat, so daß sie nach Benutzung und Inaktivwerden der Zellenbauteile in ihrer Gänze dem erfindungsgemäßen Ozonerzeuger entnommen und als Einwegteil weggeworfen werden kann und durch eine neue Zelle ersetzt werden kann oder nur die verbrauchten Teile der Zelle ausgetauscht werden. Für den mobilen Einsatz ist es ebenfalls von Bedeutung, daß der erfindungsgemäße Ozonerzeuger nicht zwangsläufig an ein Netz angeschlossen werden muß, sondern mittels Batterie und/oder Solarzelle und/oder wiederaufladbarer Batterie mit kleinen Energiemengen vor Ort versorgt werden kann. Natürlich ist es auch möglich, den erfindungsgemäßen Ozonerzeuger so auszubilden, daß er an ein Netzteil anschließbar ist oder wiederaufladbar ist.
Der erfindungsgemäße Ozonerzeuger ist somit für die Produktion einer kleinen Menge Ozon und Sauerstoff für eine Lebensdauer von beispielsweise 1 bis 2 oder mehr Stunden, bis die Zellenbauteile verbraucht sind, ausgelegt, um dann durch Austausch der verbrauchten und inaktiv gewordenen Teile oder aller Teile der Zelle den erfindungsgemäßen Ozonerzeuger wieder einsatzbereit zu machen.
Gemäß einem Vorschlag der Erfindung weist der erfindungsgemäße Ozon- erzeuger ein ein- oder mehrteiliges rohrförmiges Gehäuse mit Öffnungen an dem vorderen Ende und hinteren Ende des Gehäuses auf und in dem Gehäuse sind ausgehend von dem vorderen Ende des Gehäuses nacheinander die Kathode, der Elektrolyt, die Anode, ein in Längserstreckung des Gehäuses sich erstreckender und mit der Anode in Kontakt bringbarer Kontaktstift, eine elektrische Stromquelle und ein Verschlußstück für das hintere Ende des Gehäuses angeordnet, wobei anschließend an die Anode in Richtung auf den Kontaktstift ein gegenüber dem Verschlußstück abgedichteter Anodenraum in dem Gehäuse ausgebildet ist und der Anodenraum einen Durchlaß für die erzeugten Gase aufweist.
Als Stromquelle für den erfindungsgemäßen Ozonerzeuger kommen verschiedene Ausführungsformen in Betracht.
Gemäß einer ersten Alternative können Batterien - Einweg oder aufladbar - vorgesehen sein, die vorzugsweise innerhalb des rohrförmigen Gehäuses zwischen dem Kontaktstift und dem Verschlußstück aufgenommen werden, wie es im Prinzip z. B. von Stabtaschenlampen her bekannt ist.
Gemäß einer zweiten Alternative ist das Verschlußstück selbst als Stromquelle ausgebildet und unmittelbar, z. B. mittels eines an diesem angeformten Kontaktstößels am Kontaktstift anliegend gehaltert und über Zuleitungen mit einer externen Spannungsquelle, etwa einem Netzteil verbunden. Bei dieser Ausführungsform wird die zur Aufnahme von Batterien notwendige Baulänge des Gehäuses eingespart, so daß sich besonders kompakte Abmessungen ergeben.
Schließlich ist es auch möglich, anstelle oder zusätzlich zu den vorgenannten Ausführungsformen ein Solarmodul mit mindestens einer Solarzelle als Stromquelle auf dem Gehäuse vorzusehen. Bei Eintauchen des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers mit seinem vorderen Ende in die zu behandelnde Flüssigkeit kann durch die Öffnung am vorderen Ende des rohrförmigen Gehäuses das z. B. zu behandelnde Wasser mit der Zelle kontaktieren und aus dem Durchlaß des Anodenraumes kann das erzeugte Gas, enthaltend Ozon, aus dem Gehäuse austreten und in das das vordere Ende des Gehäuses umgebende zu behandelnde Wasser eintreten, so daß eine Ozonisierung erfolgt.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Ozonerzeugers mit einem rohrförmigen Gehäuse, in welchem die Funktionsteile hintereinander angeordnet sind, ermöglicht eine kompakte Bauweise. Insbesondere ist vorgesehen, das Gehäuse länglich stabförmig auszubilden, so daß es in Behältnisse wie Flaschen, Töpfe oder dergleichen mit seinem vorderen Ende eingetaucht, eingestellt oder eingehängt werden kann, wobei das Verhältnis des Durchmessers des Gehäuses zur Länge des Gehäuses bevorzugt im Bereich von 1 : 5 bis zu 1 : 15 liegt. Insbesondere ist es möglich, sehr kleine Ozonerzeuger zu bauen. Der Außendurchmesser des Gehäuses richtet sich vorzugsweise nach dem Durchmesser der gegebenenfalls einzulegenden Batterien und ist zur Schaffung einer ausreichend dicken Gehäusewandung größer auszubilden, er liegt bevorzugt im Bereich zwischen 10 bis 50 mm. Die Länge des Gehäuses richtet sich einerseits nach den Abmessungen der Stromquelle sowie Zellbauteile und beträgt bei Stromversorgung mittels im Gehäuse angeordneter Batterien vorzugsweise wenigstens etwa 10 cm. Falls der erfindungsgemäße Ozonerzeuger sehr lang sein soll, um einen entsprechend hohen Behälter ein- zubringen, kann das Gehäuse auch entsprechend länger ausgebildet werden. Damit ist ein handliches tragbares Gerät als Mini-Ozonerzeuger geschaffen, das in Kleinformat eine Größe wie ein Kugelschreiber aufweist.
Sofern der erfindungsgemäße Ozonerzeuger anstelle von Batterien über eine entsprechende Anschlußbuchse an eine externe Stromquelle angeschlossen wird, sind auch kürzere Gehäuselängen unter 10 cm, z. B. 3 bis 5 cm realisierbar. Der zwischen der elektrischen Stromquelle und der Anode angeordnete Kontaktstift ist in dem Gehäuse in Längserstreckung desselben bewegbar gehaltert. Diese Halterung des Kontaktstiftes kann bevorzugt zugleich als Abdichtung gegenüber dem Gehäuse und zugleich eine Abdichtung des Anodenraumes gegenüber dem Gehäuse und dem Kontaktstift beinhalten.
Sofern der erfindungsgemäße Ozonerzeuger zur Ozonisierung von voll entsalztem Wasser (VE-Wasser) verwendet werden soll, empfiehlt es sich, den Elektrolyt aus einer Feststoffelektrolytmembran zu bilden, welche zwischen Anode und Kathode angeordnet wird.
Bei einer Ausführung des erfindungsgemäßen elektrochemischen Ozonerzeugers ist der Anodenraum über mindestens einen in dem Gehäuse ausgebildeten Durchlaß mit der Umgebung verbunden. Dies ermöglicht, daß bei Eintauchen des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers mit seinem vorderen Bereich in zu behandelndes Wasser dieses Wasser durch den Durchlaß in Kontakt mit dem Anodenraum kommt und die bei der Elektrolyse entstehenden Gase aus dem Anodenraum in das zu behandelnde Wasser gelangen, um die Ozonisierung zu bewirken. An seinem von der Anode abgewandten Ende ist der Kontaktstift mit der Stromquelle in Kontakt bringbar, während er an seinem mit der Anode kontaktierenden Ende, mit welchem er an die Anode andrückbar ist, beispielsweise flach oder ballig ausgebildet ist.
Gemäß einem Vorschlag der Erfindung sind die Zellenteile herausnehmbar, d. h. wieder lösbar am Gehäuse gehaltert. Hierbei können die Teile der Zelle einzeln, d. h. separat voneinander in das Gehäuse einsetzbar sein oder aber gemeinsam, wobei in letzterem Fall z. B. Kathode und Anode unter Zwischenanordnung des Elektrolyten beispielsweise zu einer Einheit verbunden sein können.
Die Einwegzelle aus Kathode, Elektrolyt und Anode ist gemäß einem Vorschlag über die Kathode an dem Gehäuse gehaltert. Bei Ausbildung des Elektrolyten als Feststoffelektrolytmembran kann diese lose auf die bereits am Gehäuse festgelegte Kathode aufgelegt und hierauf die Anode lose aufgelegt werden. Bei verbrauchter Anode können dann durch Lösen der Kathode von dem Gehäuse des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers gleichzeitig Feststoffelektrolytmembran und Anode entfernt werden und die verbrauchten Teile durch neue ersetzt werden.
Gemäß einem Vorschlag der Erfindung ist die aus Kathode, Elektrolyt und Anode zusammengesetzte Zelle in das vordere offenen Ende des Gehäuses eingesetzt und mittels eines Befestigungsmittels, welches am vorderen Ende des Gehäuses befestigbar ist, positionierbar und halterbar, wobei das Befestigungsmittel eine zentrale durchgehende Ausnehmung koaxial zu dem rohrförmigen Gehäuse aufweist. Durch diese Ausnehmung in dem Befestigungsmittel kann das zu behandelnde Wasser die Kathode kontaktieren.
Es ist möglich, das Gehäuse an seinem vorderen Ende innenseitig mit einer Stufenbohrung zu versehen, auf weiche die Kathode aufgelegt wird, und diese dann beispielsweise mittels eines Befestigungsmittels, wie eines Schraubringes oder Bajonettverschlusses, welcher in die stufenförmige Bohrung vom vorderen Ende des Gehäuses her eindrehbar ist, lösbar zu befestigen. Das Befestigungsmittel kann auch beispielsweise außenseitig am Gehäuse befestigt werden, wie mittels einer Schraubverbindung oder Bajonettverbindung oder einer Klemmverbindung, wobei jedoch das Befestigungsmittel stets eine zentrale durchgehende Ausnehmung aufweisen soll, so daß die am Gehäuse festgelegte Kathode mit der Umgebung in Verbindung steht. Beispielsweise kann das Gehäuse am vorderen Ende mindestens einen sich quer zur Längserstreckung erstreckenden, ein Bajonett bildenden Schlitz aufweisen, durch welchen die Kathode zum Haltern in dem Gehäuse einsteckbar und wieder entnehmbar ist.
Es ist auch möglich, das Gehäuse am vorderen Ende mit zwei einander gegenüberliegenden, sich quer zur Längserstreckung erstreckenden Schlitzen auszubilden, durch welche die Kathode zum Haltern in dem Gehäuse einsteckbar und wieder entnehmbar ist. Zellen, welche eine Feststoffelektrolytmembran enthalten, werden vorzugsweise zur Ozonisierung von VE-Wasser eingesetzt. Zellen, die eine diamantbeschichtete Anode aufweisen, dienen vorzugsweise der Ozonisierung von nicht entsalztem Wasser, wie z. B. Trinkwasser, um dieses z. B. zu desinfizie- ren. Hierbei wird eine Zelle aus der diamantbeschichteten Anode und einer von dieser beabstandet angeordneten Kathode gebildet, wobei der zwischen Anode und Kathode gebildete Spaltraum von dem Elektrolyten ausgefüllt wird, und dieser Elektrolyt wird in diesem Fall von dem zu ozonisierenden Wasser gebildet. Bei diesen Zellen kann die diamantbeschichtete Anode unter Ausbildung des Spaltraumes mit der Kathode lose, lösbar oder unlöslich zusammengesetzt sein. Als Abstandhalter zur Ausbildung des Spaltraumes für den Elektrolyten kann z. B. ein poröses Teil oder Abstandhalter verwendet werden.
Im Rahmen der Erfindung wurde ermittelt, daß bei Einsatz einer Polymerelek- trolytmembran (PEM-Zelle) als Feststoffelektrolytmembran für eine gewisse Zeitdauer auch eine Ozonisierung von nicht voll entsalztem, d. h. salzhaltigem Wasser erfolgen kann. Eine solche PEM-Zelle weist dann eine Standzeit bis zu mehreren Monaten auf.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist das Verschlußstück mit einer Einrichtung zum Ein- und Ausschalten der elektrischen Stromquelle ausgestattet. Das Verschlußstück dient in einer ersten Funktion zum Verschließen des Gehäuses, dem Andrücken des Kontaktstiftes an die Anode und dem Zusammenhalt der Teile in dem Gehäuse und in einer zweiten Funktion zum Herstellen des elektrischen Kontaktes, d. h. Ein- und Ausschalten des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers. Das Verschlußstück kann beispielsweise über eine Bajonettverbindung oder Schraubverbindung mit dem hinteren Ende des Gehäuses verbunden werden.
Zwischen der in dem Gehäuse untergebrachten Stromquelle, beispielsweise den Batterien, und dem Verschlußstück kann eine erste Druckfeder angeordnet sein. Diese erste Druckfeder dient dem mechanischen Zusammenhalt von Anode, Kontaktstift und Batterien im Gehäuse, wobei jedoch kein Strom fließt. Erfindungsgemäß kann das Verschlußstück mit zwei aufeinanderfolgenden Stellungen ausgebildet sein, von denen die erste Stellung den mechanischen Zusammenhalt der Teile des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers bewirkt und die zweite Stellung den elektrischen Kontakt zwischen Stromquelle und Kontaktstift herstellt. Diese beiden voneinander getrennten und aufeinanderfol- genden Stellungen des Verschlußstückes können beispielsweise in Verbindung mit zwei Druckfedern, welche nacheinander bei entsprechender Bewegung des Verschlußstückes wirksam werden, erreicht werden. Die zweite Druckfeder stellt bei Aktivierung den elektrischen Kontakt her - Einschalten - und bei Deaktivierung - Ausschalten - des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers.
Der Kontaktstift sollte aus einem korrosionsbeständigen, leitfähigen Metall, beispielsweise aus Titan oder einem anderen Ventilmetall, wie Zirkonium, Niob und/oder Tantal gefertigt werden. Der Kontaktstift dient der Aktivierung des Ozonerzeugers, der Positionierung und Halterung der gegebenenfalls vorge- sehenen Feststoffelektrolytmembran und der Anode zu der Kathode durch Andrücken des Kontaktstiftes an die Anode.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers wird vorgeschlagen, das Gehäuse zu unterteilen und zwei rohrförmige Gehäuseteile vorzusehen, die koaxial miteinander lösbar verbindbar sind, wobei ein Gehäuseteil die Zelle und den Anodenraum umfaßt und das vordere Gehäuseteil bildet und ein Gehäuseteil den Kontaktstift, die Stromquelle und das Verschlußstück umfaßt und den hinteren Gehäuseteil bildet. Diese beiden rohrförmigen Gehäuseteile können beispielsweise miteinander verschraubt, geclipst oder nach Art eines Bajonettverschlusses verbunden werden. Der Anodenraum des vorderen Gehäuseteiles kann dann an dem dem hinteren Gehäuseteil zugewandten Ende mittels einer wasserdichten Abdeckung verschlossen sein, durch welche der Kontaktstift beim Zusammenfügen durchstoßbar oder durch eine Öffnung durchführbar ist und hierbei kann die Abdeckung einen Durchlaß für das sich in dem Anodenraum ansammelnde, mittels der Zelle erzeugbare Gasgemisch aufweisen. Bevorzugt ist das die Zelle und den Anodenraum enthaltende vordere Gehäuseteil an seinem dem hinteren Gehäuseteil zugewandten Ende mit einer wasserdichten, jedoch dampfdiffusionsoffenen Abdeckung - Membran - abgedeckt, so daß das mittels der Zelle erzeugbare Gasgemisch hindurch permeieren kann. Es ist auch möglich, in der wasserdichten Abdeckung ein Ventil vorzusehen, damit die sich im Anodenraum bildenden Gase entweichen können. Die Abdeckung kann auch von einer Elastomerfolie gebildet werden, welche entlang der Durchstoßöffnung für den Kontaktstift sich ansammelnde Gase nach außen durchläßt.
Bei Ausbildung eines geschlossenen Anodenraumes in dem Gehäuse des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers ist es nun möglich, den Anodenraum mit voll entsalztem Wasser zu füllen, wobei die entstehenden Gase über einen entsprechenden Durchlaß aus dem Anodenraum entweichen können. Auf diese Weise ist es möglich, mittels des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers bei Verwendung einer Zelle mit Feststoffelektrolytmembran beliebige Flüssigkeiten oder auch nicht voll entsalztes Wasser zu ozonisieren, da im Anodenraum das für die Ozonerzeugung erforderliche voll entsalzte Wasser vorhanden ist, und das erzeugte Ozon in die zu ozonisierende Flüssigkeit übertritt.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, das vordere Gehäuseteil mit Zelle und Anodenraum einschließlich voll entsalztem Wasser als auswechselbare Patrone und damit als Einwegteil auszubilden. Das Entweichen des erzeugbaren Gasgemisches und Ozons wird beispielsweise durch eine dampfdiffusionsoffene Abdeckung des Anodenraumes ermöglicht oder durch eine entsprechende verschließbare Öffnung. Um die Patrone mit dem hinteren Gehäuseteil zu verbinden, ist es erforderlich, daß beim Verbinden der Kontaktstift durch das dem hinteren Gehäuseteil zugewandte Ende der Patrone eindringt und bis an die Anode heranführbar ist. Hierfür wird vorgeschlagen, daß die Abdeckung des vorderen Gehäuseteiles an ihrem dem hinteren Gehäuseteil zugewandten Ende mit einer von der Spitze des Kontaktstiftes durchdringbaren Öffnung ausgebildet ist, durch welche der Kontaktstift abgedichtet bis zur Kontaktierung der Anode durchführbar ist. Die Öffnung in der Abdeckung des vorderen Gehäuseteiles kann beispielsweise mittels einer abziehbaren Schutzfolie abgedeckt sein, die beim Zusammenfügen der Teile abgenommen wird. Durch den erfindungsgemäßen einfachen Aufbau des Ozonerzeugers mit einem rohrförmigen länglichen Gehäuse, das an seinem vorderen Ende offen ist, kann die Zelle unmittelbar durch Eintauchen des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers mit seinem vorderen Teil in das zu ozonisierende Wasser aktiviert werden. Durch Einschaltung der Stromquelle über das Verschlußstück wird die Ozonerzeugung über die Kontaktierung des Kontaktstiftes mit der Anode in Gang gesetzt. Das erzeugte Ozon sowie sonstige Gase können durch den Anodenraum entweder direkt, wenn dieser über Durchlässe in der Wandung des Gehäuses mit der Umgebung verbunden ist, in das zu ozoni- sierende Wasser gelangen oder aber wenn der Anodenraum geschlossen und mit voll entsalztem Wasser gefüllt ist, über einen entsprechenden Durchlaß aus dem Anodenraum entweichen in den Gehäuseraum und von hier wiederum über einen Durchlaß in der Wandung des Gehäuses in die Umgebung und damit in das zu ozonisierende Wasser gelangen.
Bei Verbrauch der Zellenbauteile kann die Zelle mit Kathode, Elektrolyt und Anode in der Gänze oder partiell ausgetauscht werden und durch eine neue Zelle ersetzt werden oder aber die Patrone wird insgesamt ausgetauscht gegen eine neue Patrone, die mit voll entsalztem Wasser gefüllt ist. Natürlich ist es auch möglich, das Einwegteil als Patrone ohne voll entsalztes Wasser auszubilden, d. h. der Anodenraum ist nicht mit voll entsalztem Wasser gefüllt und direkt über Öffnungen im Gehäuse mit der Umgebung verbunden, so daß das erzeugte Ozon und die übrigen Gase aus dem Anodenraum entweichen können.
Durch die Ausbildung einer Patrone mit einem voll entsalzten Wasservorrat im Anodenraum wird es somit erfindungsgemäß auch möglich, den Ozonerzeuger in beliebige Flüssigkeiten, z. B. normales Wasser einzutauchen und dieses zu ozonisieren, da das für Ozonerzeugung notwendige voll entsalzte Wasser in der Patrone vorgehalten wird. Dieses funktioniert so lange, wie das Wasser in dem Anodenraum/Patrone rein bleibt.
Bei einem erfindungsgemäßen Ozonerzeuger, der sich aus einem hinteren Gehäuseteil mit Kontaktstift und Stromquelle zusammensetzt und einer Patrone, kann die Aktivierung beim Zusammenfügen von Patrone, welche das vordere Gehäuseteil bildet, mittels des Kontaktstiftes, welcher beim Zusammenfügen die Patrone durchstößt und bis zur Kontaktierung mit der Anode in die Patrone eingeführt wird, erfolgen. Es ist aber auch möglich, die Aktivierung des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers erst nach dem Zusammenfügen aller Geräteteile mittels eines separaten Einschaltvorganges, beispielsweise mittels des Verschlußstückes, durchzuführen.
Für das Betreiben des erfindungsgemäßen Mini-Ozonerzeugers zum Sterili- sieren kleiner Mengen von Wasser genügen auch geringe Strommengen im Bereich von 80 mA, welche mit einer Batterie, einem Netzteil und/oder mittels Solarzellen erzeugbar sind. Solche Solarzellen können beispielsweise auf der Außenseite des Gehäuses angebracht sein.
Wie bereits vorangehend erläutert, eignet sich der erfindungsgemäß vorgeschlagene Ozonerzeuger beispielsweise als mobiles Handgerät oder aber auch aufgrund seiner Baugröße für bestimmte stationäre Anwendungen, beispielsweise zum Einbau in entsprechende Flüssigkeitsbehältnisse.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird der erfindungsgemäße elektrochemische Ozonerzeuger in einer Vorrichtung zur Nachaufbereitung von Trinkwasser eingesetzt. Eine derartige Vorrichtung zur Nachaufbereitung von Trinkwasser enthält einen Ionenaustauscher für eine Teil- oder Vollentsalzung des dem Ionenaustauscher zugeführten Trinkwassers und darüber hinaus einen erfindungsgemäß ausgebildeten elektrochemischen Ozonerzeuger, um das Trinkwasser zu ozonisieren.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Kombination eines Ionenaustauschers und eines erfindungsgemäßen elektrochemischen Ozonerzeugers bewirkt eine besonders wirkungsvolle Nachaufbereitung von Trinkwasser, wie sie beispielsweise für Laboranwendungen oder aber auch zur Nachaufbereitung von Trinkwasser für die Getränkeproduktion, beispielsweise Kaffee- und Teeautomaten wünschenswert ist. Unter Ionenaustauscher im Sinne der Erfindung werden sowohl Ionenaustauscher für eine Teilentsalzung von Trinkwasser verstanden, d. h. solche Ionenaustauscher, die vornehmlich Calciumcarbonat- und Magnesiumcarbonationen aus dem Trinkwasser entfernen, wie auch Vollentsalzungsanlagen, die bei- spielsweise mit sogenannten Mischbettionenaustauschern arbeiten und z. B. für Laborzwecke voll entsalztes Wasser erstellen. Derartige teilentsalzend oder vollentsalzend wirkende Ionenaustauscher sind bekannt.
Die Kombination derartiger Ionenaustauscher mit dem erfindungsgemäßen elektrochemischen Ozonerzeuger ermöglicht es, bei sehr kompakten Abmessungen nicht nur teil- oder voll entsalztes Wasser herzustellen, sondern dieses durch die Ozonisierung auch noch zu sterilisieren oder gar vollständig keimfrei zu machen.
Wird der Ionenaustauscher dem elektrochemischen Ozonerzeuger vorgeschaltet, dergestalt, daß zunächst die Teil- oder Vollentsalzung des zugeführten Trinkwassers stattfindet, bevor dieses nachfolgend im elektrochemischen Ozonerzeuger ozonisiert wird, so erfährt der erfindungsgemäß mit einer Membran in der elektrochemischen Zelle ausgerüstete elektrochemische Ozonerzeuger überdies eine beträchtliche Lebensdauerverlängerung, da üblicherweise die relativ großen Calciumcarbonat- und Magnesiumcarbonationen in Trinkwasser derartige Membranen innerhalb kurzer Zeit verstopfen. Wird jedoch dem elektrochemischen Ozonerzeuger ein Ionenaustauscher vorgeschaltet, welcher gerade diese Calciumcarbonat- und Magnesiumcarbonationen aus dem Trink- wasser entfernt, kann die Lebensdauer der Membran in der elektrochemischen Zelle bedeutend verlängert werden.
Andererseits ist es in Umkehrung der vorerwähnten Anordnung auch möglich, das Trinkwasser zunächst durch Einwirkung des elektrochemischen Ozon- erzeugers zu ozonisieren und nachfolgend dem Ionenaustauscher für die Teiloder Vollentsalzung zuzuführen. In einem derartigen Fall wird die große Oberfläche innerhalb des Ionenaustauschers durch den Zutritt von bereits ozonisiertem Wasser wirkungsvoll entkeimt und der Keimansatz auf dieser großen Oberfläche des Ionenaustauschers verhindert. Es sind auch Kombi- nationen der beiden vorgenannten Anordnungen denkbar, indem beispielsweise Teilströme bereits ionisierten Wassers entnommen und dem vorgelagerten Ionenaustauscher zugeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind der Ionenaustauscher und der elektrochemische Ozonerzeuger über eine Rohrleitung miteinander verbunden, durch welche das nachaufzubereitende Trinkwasser führbar ist. In einem solchen Fall ist der elektrochemische Ozonerzeuger bevorzugt herausnehmbar in die Rohrleitung einsteckbar bzw. einschraub- bar, so daß in der in die Rohrleitung eingesetzten Position die endseitige Öffnung in das in der Rohrleitung führbare Trinkwasser eintaucht und von daher die Ozonisierung bewirken kann. Wird ein Austausch der elektrochemischen Zelle des Ozonerzeugers notwendig, kann der elektrochemische Ozonerzeuger aus der Rohrleitung herausgenommen und gegen einen neuen elektrochemi- sehen Ozonerzeuger ausgetauscht oder nach Austausch der gegebenenfalls verschließenden elektrochemischen Zelle erneut in die Rohrleitung eingesteckt bzw. eingeschraubt werden.
Neben der vorangehend erläuterten Kombination des erfindungsgemäßen elektrochemischen Ozonerzeugers mit einem Ionenaustauscher für die Trinkwassernachaufbereitung sind auch verschiedene weitere Anwendungen des elektrochemischen Ozonerzeugers denkbar, beispielsweise in Verbindung mit einer Umkehrosmosevorrichtung oder Mikrofiltrationseinrichtung für die Wasserbehandlung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen erfindungsgemäßen Ozonerzeuger zur Ozonerzeugung mit einem rohrförmigen Gehäuse mit Verschlußstück schematisch im Längsschnitt,
Figur 2 den Einsatz des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers gemäß Figur 1 in einem mit Wasser gefüllten Behältnis zwecks Ozonisierung, Figur 3 schematisch einen zweiteiligen erfindungsgemäßen Ozonerzeuger mit einem vorderen Gehäuseteil als separate Patrone und einem hinteren Gehäuseteil,
Figur 4 den erfindungsgemäßen Ozonerzeuger gemäß Figur 3 in aktivierter zusammengesetzter Form,
Figur 5 Aufsicht auf einen erfindungsgemäßen Ozonerzeuger zur Erzeugung von Ozon in Stabform,
Figur 6a Ansicht des Gehäuses des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers gemäß Figur 5,
Figur 6b Schnitt AA des Gehäuses gemäß Figur 6a,
Figur 6c Abbildung des Bajonetts des Gehäuses gemäß Figur 6a,
Figur 7 Ansicht des Kontaktstiftes des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers nach Figur 5,
Figur 8 Ansicht der Kathode des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers nach Figur 5,
Figur 9a Ansicht des Verschlußstückes des erfindungsgemäßen Ozoner- zeugers gemäß Figur 5,
Figur 9b Draufsicht auf das Verschlußstück gemäß Figur 9a,
Figur 9c Schnitt BB durch das Verschlußstück gemäß Figur 9b,
Figur 10 Längsschnitt CC durch den erfindungsgemäßen Ozonerzeuger gemäß Figur 5, Figur 11 Aufsicht auf das vordere Ende des Gehäuses mit eingesteckter Kathode,
Figur 12 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung,
Figur 13 schematisch eine Vorrichtung zur Nachaufbereitung von Trinkwasser.
Der erfindungsgemäße Ozonerzeuger 1 zur elektrochemischen Erzeugung von Ozon gemäß Figur 1 weist ein durchgehendes rohrförmiges Gehäuse 3 auf, dessen vorderes Ende 30 und hinteres Ende 31 offen ist. In dem Gehäuse 3 sind ausgehend vom vorderen Ende 30 aufeinanderfolgend eine Kathode K, eine Feststoffelektrolytmembran F und eine Anode A angeordnet, welche zusammen die elektrochemische Zelle 2 bilden und ein Einwegteil bilden, das nach Verbrauch auswechselbar ist. Auf der Anodenseite schließt sich der Kontaktstift 4 an, welcher beispielsweise aus Titan gefertigt ist und eine ballige Spitze 40 zum Kontaktieren der Anode A aufweist. Der Kontaktstift 4 ist an seinem hinteren Ende 41 in Kontakt mit einer Stromquelle, beispielsweise Batterien 6.
Das hintere Ende 31 des Gehäuses ist mittels eines Verschlußstückes 5 verschlossen, das einerseits zum Verschließen des Gehäuses 3 am offenen Ende 31 dient und dem mechanischen Zusammenhalt der darin befindlichen Teile und des weiteren noch mit einem Schalter 50 ausgestattet ist, welcher beispielsweise mittels einer Druckfeder 51 mit der Stromquelle 6 in Verbindung bringbar ist und den Einschaltvorgang bewirkt und den erfindungsgemäßen Ozonerzeuger aktiviert. Der Kontaktstift 4 ist des weiteren in dem Gehäuse gehaltert und geführt beispielsweise mittels Dichtringen 7a, 7b, die zugleich gegenüber der Gehäusewand und dem Kontaktstift abdichten und damit den Gehäuseinnenraum abteilen. Auf diese Weise wird zwischen der Anode und der in Richtung hinteres Ende des Gehäuses folgenden ersten Dichtung 7b für den Kontaktstift der Anodenraum 9 ausgebildet. Der Anodenraum 9 steht beispielsweise über einen als Durchbrechung 32 in der Wandung des Gehäuses ausgebildeten Durchlaß mit der Umgebung in Verbindung. Der erfindungsgemäße Ozonerzeuger gemäß Figur 1 kann nun zur Ozonisierung von z. B. voll entsalztem Wasser beispielsweise wie in der Figur 2 schematisch dargestellt, in ein solches Behältnis 100 mit seinem vorderen Ende eingetaucht werden, so daß er zumindest mit seinem vorderen Teil ein- schließlich des Anodenraumes und dem den Anodenraum mit der Umgebung verbindenden Durchlaß 32 in das voll entsalzte Wasser eintaucht. Der erfindungsgemäße Ozonerzeuger kann z. B. im Bereich seines über das Gehäuse 3 seitlich vorstehenden Verschlußstückes 5 auf den Hals des Behälters 100 aufgehängt werden. Beim Eintauchen des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers 1 in das Wasser des Behältnisses kann das Wasser über den Durchlaß 32 in den Anodenraum 9 eintreten. Das voll entsalzte Wasser des Behältnisses kontaktiert mit der Kathode über das offene Ende 30 des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers. Hier gelangt das Wasser ebenfalls an die Kathode und es kann H2 aus dem offenen Ende 30 des Gehäuses, welches den Kathodenraum bildet, in das umgebende Wasser entweichen. Nach Einschaltung der Stromquelle über das Verschlußstück wird die Zelle aktiviert und die Ozonerzeugung beginnt. Das anodenseitig entstehende Gasgemisch aus O2 und O3 gelangt durch den Anodenraum 9 und den Durchlaß 32 in der Gehäusewand des Gehäuses 3 in das zu ozonisierende Wasser des Behält- nisses 100.
Mit einer geringen elektrischen Energiemenge ist es möglich, ein Behältnis mit 1 I voll entsalztem Wasser innerhalb weniger Minuten mittels des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers durch Ozonisieren zu entkeimen und zu sterilisieren, so daß es dann beispielsweise für die unmittelbare Zubereitung von Medikamenten in einer Apotheke oder in einem Labor verwendet werden kann.
Nach Beendigung der Ozonisierung wird der erfindungsgemäße Ozonerzeuger 1 wieder aus dem Behältnis entfernt und ausgeschaltet. Die Lebensdauer eines solchen handlichen mittels Batterien betriebenen Ozonerzeugers kann wenige Stunden betragen. Wenn die Zellenbauteile verbraucht sind, kann die Zelle aus Kathode, Feststoffelektrolytmembran und Anode von dem vorderen Ende des Gehäuses 3 entfernt werden und durch eine neue Zelle ersetzt werden. Wenn das Gehäuse 3 leer ist, kann zuerst die Kathode im vorderen Bereich des Gehäuses angebracht und festgelegt werden, beispielsweise mittels Durchstecken durch zwei in der Wandung des Gehäuses einander gegenüberliegend ausgebildete Schlitze, hierauf kann die Feststoffelektrolytmembran und hierauf die Anode lose aufgelegt werden. Dann wird der Kontaktstift mit den Dichtun- gen in das Gehäuse eingeführt, hieran schließen sich beispielsweise die Batterien und zum Schluß das Verschlußstück 5 mit Schalter und Druckfeder an.
In der Figur 3 ist die Ausbildung des Ozonerzeugers für die Ozonisierung kleiner Mengen von Wasser in einer zweiteiligen Ausführung dargestellt, wobei das vordere Gehäuseteil 3a die Zelle 2 mit Kathode, Elektrolyt, z. B. einer Fest- stoffelektrolytmembran, Anode und einen abgeschlossenen Anodenraum 9 umfaßt und das hintere Gehäuseteil 3b des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers 1 den Kontaktstift 4, die Stromquelle 6 und das Verschlußstück 5 umfaßt.
Das vordere Gehäuseteil 3a ist bevorzugt als Patrone ausgebildet und weist an seinem hinteren, dem hinteren Gehäuseteil 3b zugewandten Ende eine wasserdichte Abdeckung 35 auf, durch welche der Kontaktstift 4 mit seiner Spitze 40 hindurch führbar ist. Hierfür kann die Abdeckung 35 beispielsweise mit einer Öffnung 36 versehen sein, die mittels einer Schutzfolie 11 , welche abgezogen werden kann, abgedeckt ist. Das vordere Gehäuseteil 3a, das als separates Teil nach Art einer Patrone ausgebildet ist, kann ebenfalls in der Gehäusewandung einen Durchlaß aufweisen, wie bei dem erfindungsgemäßen Ozonerzeuger nach Figur 1 erläutert, so daß bei Eintauchen in ein zu ozonisierendes voll entsalztes Wasser dieses in den Anodenraum eindringen kann. Es ist aber auch möglich, den Anodenraum des vorderen Gehäuseteiles 3a komplett wasserdicht auszubilden und den Anodenraum vorab mit voll entsalztem Wasser zu füllen, wodurch das vordere Gehäuseteil eine mit VE-Wasser gefüllte Patrone darstellt. Um das Entweichen des gebildeten Gasgemisches O2 und O3 bei der Aktivierung der Zelle zu ermöglichen, kann die den Anodenraum abdeckende Abdeckung 35, beispielsweise als Membran, wasserdicht und dampfdiffusionsoffen ausgebildet sein, so daß das Gasgemisch hindurchdiffundieren kann, das VE-Wasser jedoch in dem Anodenraum verbleibt. Es ist auch möglich, als Abdeckung beispielsweise eine Elastomer- folie einzusetzen, durch welche der Kontaktstift durchgeführt wird, wobei entlang des Durchstoßes Gase aus dem Anodenraum in den angrenzenden Gehäuseraum des Gehäuses gelangen und aus diesem Gehäuseraum über einen Durchlaß in der Wandung des Gehäuses in die Umgebung, d. h. das zu ozonisierende Wasser.
Für die Aktivierung und den Einsatz des zweiteilig aufgebauten erfindungsgemäßen Ozonerzeugers nach Figur 3 werden, wie in der Figur 4 dargestellt, das hintere Gehäuseteil 3b und das als Patrone ausgebildete vordere Gehäuseteil 3a koaxial miteinander in Verbindung gebracht, beispielsweise über eine Bajonettverbindung oder Schraubverbindung 12. Hierbei wird der Kontaktstift 4, welcher in dem hinteren Gehäuseteil 3b mittels zweier voneinander beabstandeter Dichtringe 7a und 7b abgedichtet geführt ist, mit seinem vorderen Ende durch die Abdeckung 35 hindurch geführt bis zur Kontaktierung mit der Anode A. Falls die Patrone kein Wasser enthält, arbeitet der erfindungsgemäße Ozonerzeuger ebenso wie bei Figur 1 und 2 beschrieben. Zweckmäßig ist dann in der Wandung des Gehäuses des vorderen Teils 3a ein Durchlaß 32 ausgebildet, der den Anodenraum 9 mit der Umgebung verbindet. Wenn dann die Anode verbraucht ist, kann das vordere Gehäuseteil 3a insgesamt gegen ein neues vorderes Gehäuseteil einschließlich Zelle ausgetauscht werden. Für den Fall, daß der Anodenraum 9 als geschlossenes Behältnis ausgebildet und in dem Anodenraum 9 voll entsalztes Wasser enthalten ist, ist es erforderlich, in dem an die als Membran 35 ausgebildete Abdeckung zum hinteren Gehäuseteil 3b anschließenden Ge- häuseinnenraum 37 den Durchlaß für das austretende Gasgemisch in Gestalt eines Durchlasses 32 in der Wandung des Gehäuses auszubilden.
Bei Eintauchen des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers 1 gemäß Figur 4 mit einer Patrone - vorderes Gehäuseteil 3a, welches mit voll entsalztem Wasser angefüllt ist - kann dann das erzeugte Ozon/Sauerstoffgemisch über den Durchlaß 32 in die umgebende zu ozonisierende Flüssigkeit, wie z. B. Wasser, gelangen. Die Festlegung der Zelle in dem vorderen Gehäuseteil 3a kann wie beispielsweise bei dem erfindungsgemäßen Ozonerzeuger nach Figur 1 erläutert erfolgen. Es sind aber auch zahlreiche andere Möglichkeiten der Befestigung der Zelle 2 möglich, je nach dem, ob die Zelle 2 für die Ozonisierung von VE-Wasser mit Kathode, Feststoffelektrolytmembran und Anode ausgerüstet ist oder ob die Zelle 2 für die Entkeimung zwecks Ozonisierung mit einer Kathode und einer diamantbeschichteten Anode und einem Elektrolyten, welcher von dem nicht voll entsalzten und damit elektrolythaltigen Wasser gebildet wird, ausgerüstet ist. Beispielsweise kann die Patrone 3a an ihrem vorderen Ende eine stufenförmig abgesetzte erweiterte Bohrung aufweisen, in welche die Kathode eingelegt wird und beispielsweise mittels eines außenseitigen oder umseitigen Schraubringes oder Bajonettverschlusses festgelegt werden kann.
Durch eine Patrone mit einem Vorrat an VE-Wasser ist es möglich, daß der Ozonerzeuger auch z. B. in normales, nicht VE-Wasser eingetaucht werden kann, um dieses zu ozonisieren. Zumindest kleine Mengen an Flüssigkeit/ Wasser können auch so ozonisiert werden.
In der Figur 5 ist ein erfindungsgemäßer Ozonerzeuger 1 zur Erzeugung von Ozon zwecks Ozonisierung von VE-Wasser in Stabform in etwa natürlicher Größe dargestellt, welcher erfindungsgemäße Ozonerzeuger beispielsweise mit drei Batterien von 1 ,5 V bestückt werden kann. Der erfindungsgemäße Ozonerzeuger umfaßt das Gehäuse 3 mit dem vorderen offenen Ende 32 und dem hinteren offenen Ende 31 , welches durchgängig rohrförmig ausgebildet ist. Im Bereich des vorderen Endes ist die Zelle 2 untergebracht, an welche sich in Richtung auf das hintere Ende der Kontaktstift 4 anschließt. In diesem Bereich ist die Wandung des Gehäuses 3 mit Durchbrechungen 32, welche einander gegenüberliegen als Durchlaß zu dem Anodenraum 9 ausgebildet. Durch diese Durchlässe 32 können die erzeugten Gase einschließlich des Ozon in die Umgebung gelangen. Das zu ozonisierende Wasser gelangt über das offene vordere Ende 32 ebenfalls zur Kathode der Zelle 2. Das hintere Ende des Gehäuses 3 ist mit dem Verschlußstück 5 verschlossen, wobei das Verschlußstück sowohl dem Verschließen des Gehäuses, dem mechanischen Zusammenhalt der darin untergebrachten Teile und als Schalter zum Ein- und Ausschalten des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers, d. h. zur Herstellung des Kontaktes und Aktivieren des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers dient.
In den Figuren 6a, 6b und 6c ist das Gehäuse 3 des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers 1 gemäß Figur 5 dargestellt. Das rohrförmige Gehäuse 3 ist an seinem vorderen Ende 30 offen und weist zwei einander gegenüberliegende spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildete Durchbrechungen 32 auf, die vom offenen Ende 30 des Gehäuses 3 ausgehen und bis in den Anodenraum hineinreichen. Diese Durchbrechungen 32 reichen jedoch nur halbseitig bis zum offenen Ende 30 des Gehäuses und enden auf der anderen Halbseite mit Abstand unter Ausbildung eines Steges 38 von dem offenen Ende 30. Dieser Durchlaß 32 hat also die Form etwa eines P, wie auch aus der Ansicht der Figur 6a und dem Schnitt AA nach Figur 6b ersichtlich. Am hinteren offenen Ende 31 des Gehäuses 3 sind die Führungsbahnen 39a, 39b für einen Bajonett- Verschluß für das Verschlußstück 5 eingearbeitet, wobei diese Führungsbahnen in der Figur 6c in Abwicklung dargestellt sind. Die Führungsbahnen 39a, 39b sind mit zwei Raststellungen I und II versehen, wobei die erste Raststellung I dem mechanischen Verschluß des Gehäuses mittels des Verschlußstückes 5 dient und die zweite Raststellung II zum Herstellen des Kontaktes und Aktivieren des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers.
In der Figur 7 ist in der Aufsicht die beispielhafte Ausbildung einer Kathode K der Zelle dargestellt, wobei die Kathode als Verschlußplatte ausgebildet ist und quer durch die Durchlässe 32 des Gehäuses 3 gemäß Figur 6a und Figur 11 gesteckt wird und auf den dort ausgebildeten Stegen 38 aufliegt. Wie aus der Figur 11 ersichtlich, weist die Kathode eine elliptische Form auf, wobei die Endbereiche der langen Achse über das Gehäuse vorstehen und in Pfeilrichtung in die Halteposition auf den Stegen 38 des Gehäuses gebracht werden können. Die Kathode ist beispielsweise offenporig aus einem porösen Material gefertigt, sie weist beispielsweise eine Sinterstruktur auf oder ist als Mash ausgebildet, sie kann beispielsweise aus Stahl, Kupfer oder Bronze gefertigt sein. Auf die Kathode K wird, siehe Figur 5, zur Vervollständigung des Zellherzes in Richtung auf das hintere Ende des Gehäuses die Feststoffelektrolytmembran und die Anode aufgelegt. Hieran schließt sich die Anordnung des Kontaktstiftes 4 an, der beispielsweise in der Figur 8 dargestellt ist. Der Kontaktstift 4 weist ein ballig geformtes vorderes Ende 40 auf und an seinem Schaft zwei ringförmige Nuten 41 , 42, in welche Dichtungsringe - hier O-Ringe - aus einem Elastomer zum Dichten gegenüber dem Gehäuse und zur elektrischen Isolierung eingelegt werden.
In den Figuren 9a bis 9c ist das Verschlußstück 5 in seinem Aufbau für die zwei Funktionen, nämlich Stellung I, mechanischer Zusammenhalt und Verschluß des Gehäuses und Stellung II, Herstellen des elektrischen Kontaktes beim Einschalten und in entsprechender Umkehr Bewegung von der Stellung II in die Stellung I - Ausschalten - dargestellt. Für die beiden Funktionen gemäß Stellung I und II ist das Verschlußstück 5 mit zwei Druckfedern 51 , 52 ausgerüstet, wobei die Druckfeder 52 in der Stellung I den mechanischen Zusammenhalt der sich in dem Gehäuse 3 des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers befindenden Teile und den Verschluß des Gehäuseendes bewirkt, wie in Figur 10 ersichtlich.
Wenn das Verschlußstück dann weiter in die Stellung II des Bajonetts, siehe Figur 6c, bewegt wird, erfolgt die Kontaktierung und das Einschalten über die dann wirksam werdende Feder 51. Die Druckfedern 51 , 52 sind in einer in das Verschlußstück eingesetzten Buchse 54 mit Stufenbohrungen 55a, 55b gelagert.
Die Druckfedern 51 , 52 sind hierbei koaxial ineinander angeordnet, wobei die Druckfeder 52 in der äußeren Stufenbohrung 55b sitzt und die Druckfeder 51 innerhalb der Druckfeder 52 geführt ist und in der Stufenbohrung 55a aufsitzt und die Buchse 54 mittels des Befestigungsstiftes 53 in dem Verschlußstück 5 befestigt ist. Die zwischen der Buchse 54 und dem Verschlußstück 5 belassene Ringnut 56 dient der Einführung des Gehäuses 3. ln der Figur 10 ist der Gesamtaufbau des erfindungsgemäßen Ozonerzeugers gemäß Figur 1 im Längsschnitt dargestellt. Die Figur 10 zeigt den erfindungsgemäßen Ozonerzeuger in geschlossener Position, jedoch noch nicht eingeschaltet. In dem rohrförmigen Gehäuse 3 ist vom offenen Ende 30 her betrachtet zuerst die Kathode 5 eingelegt, hierauf die übrigen Teile der Zelle, wie Feststoffelektrolytmembran und Anode. Hieran schließt sich der Kontaktstift 5 mit den Dichtungen 7a, 7b an, durch welche der Kontaktstift sicher im Gehäuse geführt ist und zugleich der Anodenraum gegenüber dem übrigen Gehäuseraum abgedichtet ist. Danach folgen drei Batterien 6 als Stromquelle und abschließend das Verschlußstück 5 mit den Druckfedern 52, 51 für die Verschlußstellung I und den mechanischen Zusammenhalt sowie für die Schaltstellung II.
Bei Einsatz einer Zelle mit diamantbeschichteter Anode für die Ozonisierung von Brauchwasser wird für den Elektrolyten zwischen Anode und Kathode ein Spaltbereich ausgebildet, wobei der Elektrolyt von dem zu behandelnden Brauchwasser gebildet wird, dessen natürliche Leitfähigkeit ausgenutzt wird. Der Spalt kann durch Abstandhalter, d. h. durch eine entsprechende Befestigung der Anode oder Kathode über Abstandhalter erfolgen oder aber auch beispielsweise durch ein poröses Teil, welches zwischen Anode und Kathode zwecks Abstandhaltung eingebracht wird und das genügend Raum für den Elektrolyten beläßt. Die Teile können beispielsweise lose in das Gehäuse in eine Stufenbohrung oder mehrere Stufenbohrungen eingelegt und beispielsweise mittels eines Verschlußringes befestigt werden.
Für Anwendungen, in denen das zu ozonisierende Wasser sich in einem größeren Gefäß, wie Flasche oder Behältnis befindet, kann es zweckmäßig sein, den erfindungsgemäßen stabförmigen Ozonerzeuger zu verlängern, so daß er nicht an der Öffnung des Behältnisses angehängt werden muß, sondern in das Behältnis eingestellt werden kann. Hierfür kann beispielsweise das rohrförmige Gehäuse sehr viel länger ausgebildet werden und zwischen Batterie und Verschlußstück noch ein Platzhalter angeordnet werden. Es ist auch möglich, den Kontaktstift länger auszubilden, um auf diese Weise einen längeren erfindungsgemäßen Ozonerzeuger zu erhalten. ln der Figur 12 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrochemischen Ozonerzeugers zur Erzeugung von Ozon dargestellt, welcher sich durch eine besonders kompakte Bauform auszeichnet, wobei gleiche Teile zu den vorangehend erläuterten Ausführungsbeispielen zur Vermeidung von Wiederholungen mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet sind.
Der elektrochemische Ozonerzeuger gemäß Ausführungsbeispiel in Figur 12 in Gestalt eines hochkompakten Ozonerzeugers 1 umfaßt ein rohrförmiges Gehäuse 3 mit Öffnungen 30, 31 an den beiden Enden desselben, wobei ausgehend vom vorderen Ende 30 eine elektrochemische Zelle bestehend aus Kathode K, Anode A und dazwischenliegender Feststoffelektrolytmembran F eingesetzt ist. Diese elektrochemische Zelle wird mittels Halteclipsen 200 in ihrer für die Funktion erforderlichen Ausrichtung zusammengehalten, wobei die Befestigung der Zelle 2 in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 5 und 6a bis 6c, d. h. über Bajonettführungen im rohrförmigen Gehäuse 3 erfolgt und eine Abführung der im Betrieb entstehenden Gase über den Durchlaß 32 in das umgebende Wasser erfolgt. Eine solche mit Halteclipsen 200 verbundene Zelle bildet eine austauschbare Einheit.
Unmittelbar anschließend an die Zelle 2 ist ein Kontaktstift 4 mit einer vorstehenden Spitze 40 vorgesehen, welche über eine zentrale Ausnehmung in den Halteclipsen 200 in Kontakt mit der Anode A steht, und der Kontaktstift 4 ist mittels Dichtungen 7a, 7b gegenüber der Innenwandung des rohrförmigen Gehäuses 3 abgedichtet.
Auf der der Zelle 2 abgewandten Seite des Kontaktstiftes 4 ist ein Verschlußstück 5 mittels Gewinde 502 in das entsprechend ausgebildete offene Ende 31 des rohrförmigen Gehäuses 3 eingeschraubt und kontaktiert mittels eines in Richtung auf den Kontaktstift 4 vorstehenden Kontaktstößels 500 die mit Bezugsziffer 41 gekennzeichnete Rückseite des Kontaktstiftes 4 in der Weise, daß elektrische Ströme übertragen werden können. Andererseits steht das Kontaktstück 5 über außerhalb des Gehäuses 3 in das Kontaktstück 5 eingeführte Zuleitungen 501 mit einer hier nicht dargestellten externen Stromquelle, beispielsweise einem Netzteil oder einem externen Batterie- oder Akkupack in Verbindung, so daß eine Stromversorgung des Kontaktstückes 4 und damit der Anode A unmittelbar über das Verschlußstück 5 und dessen Kontaktstößel 500 hergestellt ist.
Da somit innerhalb des rohrförmigen Gehäuses 3 kein Raum für die Aufnahme von als Stromquelle dienenden Batterien 6 benötigt wird, kann das rohrförmige Gehäuse 3 entsprechend kompakt ausgebildet werden, beispielsweise mit einer Gesamtlänge von lediglich 35 mm, was dem erfindungsgemäßen Ozonerzeuger 1 ein noch breiteres Anwendungsspektrum eröffnet.
Zur leichteren Handhabung kann das Gehäuse 3 wie dargestellt mit radial vorstehenden Vorsprüngen 300 ausgebildet sein. Mittels außenseitig am Gehäuse 3 ausgebildeter Gewinde kann auch ein stationärer Einbau in Vorrichtungen, z. B. Tanks erfolgen.
Das Ein- und Ausschalten der Stromversorgung des Kontaktstückes 4 und damit der von diesem kontaktierten Anode A kann wiederum über einen im Verschlußstück 5 integrierten Schalter oder aber durch Variation der Einschraubtiefe des Verschlußstückes 5 mittels des Gewindes 502 in das offene Ende 31 des rohrförmigen Gehäuses 3 in der Weise gesteuert werden, daß der Kontaktstößel 500 am Kontaktstück 4 anliegt, d. h. Strom fließen kann, oder aber der Kontaktstößel 500 vom Kontaktstift 4 abgehoben und damit die Stromversorgung unterbrochen ist.
Wenn die Zelle 2 verbraucht ist, wird diese infolge des Zusammenhalts mittels der Halteclipse 200 vollständig aus dem rohrförmigen Gehäuse 3 entfernt und kann durch eine neue Zelle 2 mit entsprechend neuen Halteclipsen 200 ersetzt werden, oder aber die verschlissenen Einzelteile der Zelle 2 werden ausgetauscht und dementsprechend eine neue Zelle 2 in den Halteclipsen 200 aufgebaut, bevor diese erneut in das rohrförmige Gehäuse 3 eingesetzt wird. ln der Figur 13 ist eine Anwendung des vorangehend erläuterten elektrochemischen Ozonerzeugers dargestellt. Man erkennt schematisch eine Vorrichtung zur Nachaufbereitung von Trinkwasser, die aus einem Ionenaustauscher IA und einem elektrochemischen Ozonerzeuger 1 mit dem vorangehend dargelegten Aufbau, wie er beispielsweise aus der Figur 12 ersichtlich ist, besteht.
Der Ionenaustauscher IA dient in an sich bekannter Weise zur Teil- oder Vollentsalzung von zugeführtem Trinkwasser, welches dem Ionenaustauscher über eine Zuführleitung 800 zugeführt wird. Das im Ionenaustauscher IA durch Ent- zug der im Trinkwasser vorhandenen Ionen teil- oder voll entsalzte Trinkwasser strömt nachfolgend über eine Rohrleitung R zu einer Ausströmöffnung 801 , an der beispielsweise ein Entnahmehahn oder auch ein Verbraucher, wie ein Getränkeautomat oder dergleichen, angeordnet ist. In die Rohrleitung R im Bereich eines T-förmig abgewinkelten Rohrstutzens R1 ist der elektrochemische Ozon- erzeuger 1 herausnehmbar in der Weise eingesteckt bzw. eingeschraubt, daß zumindest seine endseitige Öffnung 30, 31 in die Rohrleitung R und das darin führbare vom Ionenaustauscher IA stammende Trinkwasser eintaucht, so daß dieses in der Rohrleitung R strömende Trinkwasser auch ozonisiert werden kann. Eine derartige Vorrichtung zur Nachaufbereitung von Trinkwasser besitzt aufgrund der Kompaktheit des elektrochemischen Ozonerzeugers 1 nur einen außerordentlich geringen Platzbedarf.
Sollte der elektrochemische Ozonerzeuger 1 und insbesondere dessen elektrochemische Zelle verbraucht sein, wird der elektrochemische Ozonerzeuger 1 gemäß Pfeil 802 aus dem Rohrstutzen R1 herausgezogen bzw. herausgeschraubt und durch einen neuen elektrochemischen Ozonerzeuger 1 ersetzt bzw. nach Austausch der verschließenden elektrochemischen Zelle erneut in die Rohrleitung R eingesetzt.

Claims

Patentansprüche:
1. Elektrochemischer Ozonerzeuger zur Erzeugung von Ozon mit einer elektrochemischen Zelle (2), welche eine Kathode (K), eine Anode (A) und einen dazwischen angeordneten Elektrolyten (F) sowie eine Stromversorgungseinrichtung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß er als kompakter Ozonerzeuger ausgebildet ist und ein rohrförmiges Gehäuse (3) mit mindestens einer endseitigen Öffnung (30, 31) aufweist, mit welcher er in eine zu ozonisierende Flüssigkeit eintauchbar ist und die elektrochemische Zelle (2) nahe der endseitigen Öffnung (30, 31) des rohrförmigen Gehäuses (3) angeordnet ist.
2. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß er als mobiler von Hand händelbarer und tragbarer Ozonerzeuger (1) ausgebildet ist.
3. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zelle (2) von austauschbaren Einwegteilen gebildet ist.
4. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ozonerzeuger ein ein- oder mehr- teiliges rohrförmiges Gehäuse (3) mit Öffnungen (30, 31) an dem vorderen Ende und hinteren Ende des Gehäuses (3) umfaßt, und in dem Gehäuse (3) ausgehend von dem vorderen Ende des Gehäuses nacheinander die Kathode (K), der Elektrolyt (F), die Anode (A), ein in Längserstreckung des Gehäuses (3) sich erstreckender und mit der Anode (A) in Kontakt bring- barer Kontaktstift (4), eine elektrische Stromquelle, welche mit dem Kontaktstift (4) in Kontakt bringbar ist und ein Verschlußstück (5) für das hintere Ende des Gehäuses (3) angeordnet sind, wobei anschließend an die Anode (A) in Richtung auf den Kontaktstift (4) ein gegenüber dem Verschlußstück (5) abgedichteter Anodenraum (9) in dem Gehäuse (3) ausgebildet ist und der Anodenraum (9) einen Durchlaß (32) für die erzeugten Gase aufweist.
5. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (4) in dem Gehäuse (3) gehaltert ist und beabstandet von der Anode (A) unter Abteilung des Anodenraumes (9) gegenüber dem Gehäuse (3) abgedichtet ist.
6. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenraum (9) über mindestens einen in dem Gehäuse ausgebildeten Durchlaß (32) mit der Umgebung in Verbindung steht.
7. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode (K) am Gehäuse (3) herausnehmbar gehaltert ist.
8. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Kathode (K), Elektrolyt (F) und Anode (A) zusammengesetzte Zelle (2) in das vordere offene Ende (30) des Gehäuses (3) eingesetzt ist und mittels eines Befestigungsmittels, welches am vorderen Ende des Gehäuses (3) befestigbar ist, positionierbar und halterbar ist, wobei das Befestigungsmittel eine zentrale durchgehende Ausnehmung koaxial zu dem rohrförmigen Gehäuse (3) aufweist.
9. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) am vorderen Ende mindestens einen sich quer zur Längserstreckung erstreckenden, ein Bajonett bildenden Schlitz aufweist, durch welchen die Kathode (K) zum Haltern in dem Gehäuse (3) einsteckbar und wieder entnehmbar ist.
10. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromquelle Batterien (6) oder wieder- aufladbare Batterien vorgesehen sind, die zwischen dem Kontaktstift (4) und dem Verschlußstück (5) im Gehäuse (3) aufnehmbar sind.
11. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der Stromquelle das Verschlußstück (5) mit einem am Kontaktstift (4) anpreßbaren Kontaktstößel (500) ausgebildet ist und über Zuleitungen (501) mit einer externen Stromquelle verbindbar ist.
12. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß als Stromquelle ein Solarmodul mit mindestens einer Solarzelle auf dem Gehäuse angeordnet ist.
13. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (5) mit einer Einrichtung (50) zum Ein- und Ausschalten der elektrischen Stromquelle ausgestattet ist.
14. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück (5) mit zwei Druckfedern (51 , 52) ausgestattet ist und nacheinander am Gehäuse (3) in zwei Stellungen bewegbar ist, und in jeder Stellung eine der Druckfedern (51 , 52) aktivierbar bzw. bei Rückwärtsbewegung deaktivierbar ist, wobei die erste Druckfeder (52) dem mechanischen Zusammenhalt von Anode (A), Kontaktstift (4) und Batterien (6) im Gehäuse (3) und Verschließen desselben dient und die zweite Druckfeder (51) der Herstellung des elektrischen Kontaktes (Einschalten) zwischen Batterie (6) und Kontaktstift/Anode (4/A)dient.
15. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (4) aus Titan oder einem anderen Ventilmetall gefertigt ist.
16. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zwei rohrförmige Gehäuseteile (3a, 3b) umfaßt, die koaxial miteinander lösbar verbindbar sind, wobei ein Gehäuseteil (3a) die Zelle (2) und den Anodenraum (9) umfaßt und ein Gehäuseteil (3b) den Kontaktstift (4), die Stromquelle und das Verschlußstück (5) umfaßt.
17. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenraum (9) des das vordere Gehäuseteil bilden- den Gehäuseteiles (3a) an dem das hintere Gehäuseteil (3b) bildenden Gehäuseteil zugewandten Ende mittels einer wasserdichten Abdeckung (35) verschlossen ist und die Abdeckung (35) einen Durchlaß für das sich in dem Anodenraum (9) ansammelnde, mittels der Zelle (2) erzeugbare Gasgemisch aufweist.
18. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das die Zelle (2) und den Anodenraum (9) enthaltende vordere Gehäuseteil (3a) an seinem dem hinteren Gehäuseteil (3b) zugewandten Ende mit einer wasserdichten, jedoch dampfdiffusions- offenen Abdeckung (Membran) abgedeckt ist.
19. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Anodenraum (9) des vorderen Gehäuseteiles mit voll entsalztem Wasser gefüllt ist.
20. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Gehäuseteil (3a) mit Zelle (2) und Anodenraum (9) als auswechselbare Patrone ausgebildet ist.
21. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (35) des vorderen Gehäuseteiles (3a) an ihrem dem hinteren Gehäuseteil (3b) zugewandten Ende mit einer von der Spitze des Kontaktstiftes (4) durchdringbaren Öffnung ausgebildet ist, durch welche der Kontaktstift (4) abgedichtet bis zur Kontaktierung der Anode (A) durchführbar ist.
22. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach Anspruch 21 , dadurch gekenn- zeichnet, daß die Öffnung in der Abdeckung des vorderen Gehäuseteiles (3a) mittels einer selbstklebenden abziehbaren Schutzfolie (11) abgedeckt ist.
23. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem oder mehreren der An- sprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Zelle (2) eine Zelle mit einer porös ausgebildeten Kathode (K), einer Feststoffelektrolytmembran (F) und einer Anode (A) aus einem porösen bzw. wasserdurchlässigen Substrat und einem darauf aufgebrachten Elektrokatalysator vorgesehen ist.
24. Elektrochemischer Ozonerzeuger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Zelle (2) eine Zelle enthaltend eine mit Diamant beschichtete Anode (A) vorgesehen ist.
25. Vorrichtung zur Nachaufbereitung von Trinkwasser, enthaltend einen Ionenaustauscher (IA) für eine Teil- oder Vollentsalzung des dem Ionenaustauscher zugeführten Trinkwassers und einen elektrochemischen Ozonerzeuger (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche zum Ozonisieren des Trinkwassers.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Ionenaustauscher (IA) und der elektrochemische Ozonerzeuger (1) über eine Rohrleitung (R) miteinander kommunizieren, durch welche das nachaufzubereitende Trinkwasser führbar ist, wobei der elektrochemische Ozon- erzeuger (1) herausnehmbar in die Rohrleitung (R) einsteckbar bzw. einschraubbar ist, so daß in der in die Rohrleitung (R) eingesetzten Position die endseitige Öffnung (30, 31) des Ozonerzeugers (1) in das in der Rohrleitung (R) führbare Trinkwasser eintaucht.
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