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Einrichtung zur Erzeugung von Ozon Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
zur Erzeugung von Ozon mittels einer stillen elektrischen Entladung zwischen einer
Mehrzahl von in Abständen nebeneinander angeordneten plattenförmigen Elektroden,
die an eine Hochspannungsquelle angeschlossen und je zwischen ein Paar dielektrischer
Platten luftdicht eingebettet sind, welche ringsum über die Randkanten der Elektroden
vorstehen.
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Bei derartigen sogenannten Plattenozonisatoren ist eine ausreichende
Ozonausbeute nur dann gegeben, wenn der Entladungsspalt zwischen der Elektrode und
der Erdelektrode an allen Stellen gleich und möglichst klein ist, um damit einen
gleichmäßigen Durchfluß des Gases zu garantieren.
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Zu diesem Zweck ist es bekannt (deutsche Auslegeschrift
1101375), die einzelnen Plattenelektroden in einem geschlossenen Gehäuse
abwechselnd mit ihren Anschlußlappen nach unten und oben einzubauen und zwischen
jedem Anschlußlappen eine Distanzbuchse anzuordnen.
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Diese bekannten Ozonisatoren haben jedoch den Nachteil, daß die Elektroden
nicht ausreichend gekühlt sind und somit überhitzt werden, wodurch die dielektrischen
Platten leicht beschädigt werden. Außerdem erhöht sich die Raumtemperatur im Entladungsspalt
derart, daß ein erheblicher Teil des bereits erzeugten Ozons wieder zerfällt.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es bei Plattenozonisatoren mit
Elektrodenplatten und Isolierplatten bekannt (deutsche Patentschrift 1146
038), die Elektrodenplatten mit eingegossenen Rohrschlangen zu versehen und durch
die Rohrschlangen ein Kühlmedium, beispielsweise Wasser, zu schicken. Diese Kühlrohrschlangen
gewährleisten aber noch keine ausreichende Kühlung der Elektroden, weil sie nicht
unmittelbar mit dem erwärmten Gas in Berührung kommen. Die Kühlelektroden weisen
nur eine mittelbare Kühlwirkung auf, die je nach Stärke der Kühlelektroden unterschiedlich
ist. Außerdem kann durch die Rohrschlangen nur eine sehr kleine Kühlwassermenge
strömen, die sich sehr schnell erwärmt. Damit ist am Ende der Kühlschlangen eine
ausreichende Kühlwirkung nicht mehr gewährleistet.
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Die bekannten Ozonisatoren arbeiten mit Vakuum ohne Druckgefäße. Das
hat den Nachteil, daß bei einem Gasrückstoß Ozon in den Raum gelangt, wodurch er
unbegehbar wird.
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Erst die schnelle, intensive und gleichmäßige Kühlung des Gases unmittelbar
nach der stillen Entladung gewährleistet eine ausreichende Ozonausbeute.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine ausreichende -Kühlwirkung
der Elektroden und der Raumtemperatur im Entladungsspalt zu gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Plattenelektroden
jede für sich von an der Außenseite wassergekühlten rohrförmigen, in einem Druckgefäß
angeordneten Erdelektroden umgeben sind, die druckdicht in Zwischenböden eines Gefäßmantels
sitzen, und daß innerhalb der Erdelektroden zwischen den Elektroden und den Innenwänden
der Erdelektroden Entladungsspalte für den Gasdurchtritt und die Entladung frei
bleiben.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß sämtliche rohrförmigen Erdelektroden an der Außenseite von einem ausreichenden
Kühlwasserstrom umspült sind, der in Fließrichtung gesehen nur geringe Widerstände
zu überwinden hat, nämlich die abgerundeten Schmalseiten der Erdelektroden. Die
eigentlichen Kühlflächen, nämlich die Außenseiten der Erdelektroden, bilden keine
Widerstände, .so daß das Kühlwasser praktisch ungehindert und reibungslos durch
das Gefäß des Ozonisators fließen kann und damit beim Austritt aus dem Gefäß eine
Temperatur aufweist, die gegenüber der Kühlwassereintrittstemperatur nur unwesentlich
erhöht ist. Ein Zerfall des Ozons wird zufolge dieser intensiven Kühlung jederzeit
verhindert. Dies hat weiterhin den Vorteil, daß der erfindungsgemäße Ozonisator
bei höherer Leistung gegenüber der bekannten Vorrichtung einen geringeren Energieaufwand
bedarf.
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Um eine waagerechte Oberfläche der Erdelektrode zu vermeiden, die
eine schlechte Kühlwirkung hat, weil sich auf der waagerechten Oberfläche das Kühlmedium
sehr schnell erwärmt, schlägt die Erfindung weiterhin vor, daß die Elektroden senkrecht
stehen.
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Eine besonders günstige Kühlwirkung der Elektrode wird dann erreicht,
wenn mehrere Reihen von Elektroden parallel zueinander und/oder versetzt zueinander
angeordnet sind.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, und zwar zeigt A b b. 1 einen Längsschnitt
gemäß Linie C-D in Ab b.2, A b b. 2 einen Querschnitt gemäß Linie A-B in
Abb.1. A b b. 3 eine vergrößerte Darstellung des Elektrodenquerschoittes gemäß der
Linie A -B in A b b. 1, Ab.b.4 einen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels.
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Die Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon besteht im wesentlichen aus
einem Druckgefäß und gekühlten Elektroden. Das Druckgefäß besteht aus einem Gefäßmantel
1 mit den beiden Flanschen 2 und 3, an die sich je ein Deckel 4 und 5 mit den Flanschen
6 und 7 anschließen. Im Gefäßmantel 1 sind jeweils ein oberer und ein unterer Zwischenboden
8 und 9 angeordnet, die druckdicht mit dem Gefäßmantel 1 verbunden sind. Zwischen
den beiden Böden 8 und 9 befinden sich mehrere rohrförmige Erdelektroden
10, die beispielsweise elliptische oder flache, an den Ecken abgerundete Rohre darstellen
können. Diese Erdelektroden sind ebenfalls mit den beiden Böden druckdicht verbunden.
Der Gefäßmantel 1 weist außerdem einen Kühlwassereinlaßstutzen 13 und einen
Kühlwasserauslaßstutzen 14 auf. Der Deckel 4
ist mit dem Ozonauslaßstutzen
12 und dem Isolator 23 und der Deckel 5 mit einem Lufteinlaßstutzen 11 versehen.
Der Isolator 23 wird bei Ozonisatoren mit mehreren Elektroden zweckmäßigerweise
unterhalb des Flansches 2 an der Seitenwand des Gefäßmantels 1 angeordnet, damit
beim Abnehmen des Deckels 4 die Elektroden frei zugänglich sind. Bei dieser nicht
dargestellten Anordnung muß jedoch der Abstand zwischen Boden 8 und Flansch 2 vergrößert
werden. Innerhalb der Erdelektroden 10 sind die Plattenelektroden 15 derart untergebracht,
daß zwischen der Plattenelektrode und der Innenwand der Erdelektrode 10 ein Entladungsspalt
20 für den Durchtritt des Gases frei bleibt.
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Die Elektrode 15 besteht aus zwei dielektrischen Platten 16 und 17,
zwischen denen die Elektrode 18 angeordnet ist. Die Randzone 19- der beiden Platten
16 und 17 sind luftdicht aneinandergefügt, so daß die gesamte Elektrode 15, bestehend
aus den Teilen 16 bis 19, eine einheitliche, homogene Platte bildet.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt:
In den Stutzen 11 wird das Gas (Luft oder Sauerstoff) eingeführt, das durch den
Entladungsspalt 20 entlang den Elektroden 15 fließt und dabei zufolge einer stillen
elektrischen Entladung und der gleichzeitigen schnellen Abkühlung das Gas in ein
Ozongasgemisch verwandelt. Dieses Ozongasgemisch wird mittels eines Stutzens 12
dem Druckgefäß entnommen und seinem Verwendungszweck zugeführt. Die Elektrode 15
ist über den Kontakt 18 an eine Hochspannungsleitung 22 angeschlossen, die durch
einen Isolator 23 in das Gehäuse eingeführt wird. Damit das Gas keine zu hohe Temperatur
annimmt, werden die Außenseiten der rohrförmigen Erdelektroden 10 von einem
Kühlmedium, beispielsweise Wasser, gekühlt. Zu diesem Zweck wird in den Stutzen
13 Kühlwasser eingeleitet, das durch den Kanal 21 zum Auslaßstutzen 14 strömt. Damit
alle Stellen der Erdelektroden 10 gleichmäßig vom Kühlmedium beaufschlagt werden,
können an sich bekannte Leitorgane im Kanal 21 des Gefäßes 1 angeordnet werden.
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A b b. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Erdelektroden
im Querschnitt verkleinert und mehrere über- und nebeneinander angeordnet sind.
Diese Anordnung ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn bei großen Einheiten mit
großer Leistung die Breite der Elektroden 15 nicht zu groß werden soll.