• 专利附录
  • 专利说明
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  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1989012021A1
    申请号:PCT/DE1989/000367
    申请日:1989-05-31
    公开日:1989-12-14
    发明作者:Ortwin Leitzke
    申请人:Wedeco Gesellschaft Für Entkeimungsanlagen Mbh；
    IPC主号:B01J19-00
    专利说明:
    [0001] Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon
    [0002] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeu¬ gung von Ozon gemäß dem Oberbegriff des Patentan¬ spruchs 1.
    [0003] Eine solche gattungsgemäße Vorrichtung ist durch das DE-PS 34 22 989 bekannt.
    [0004] Ozon ist ein starkes Oxidationsmittel für organische Substanzen sowie für anorganische Verbindungen, die Elemente mit mehreren Oxidationsstufen enthalten. Von den vielfältigen Anwendungsgebieten für Ozon in der Chemie ist auch der Einsatz bei der Wasseraufbe- reitung zu erwähnen. In der Praxis sind die Anwen¬ dungsmöglichkeiten jedoch durch die hohen Investi- tions- und Betriebskosten für die Ozonerzeugung immer noch eingeschränkt.
    [0005] Von den vielen Möglichkeiten, Ozon zu erzeugen, hat sich bisher nur die Ozonerzeugung durch stille elek¬ trische Entladung als bedeutungsvoll durchsetzen kön¬ nen.
    [0006] In diesem Zusammenhang sind zwei Ozonerzeugungstypen nach dem Prinzip der stillen elektrischen Entladung bekannt, nämlich Piattenozonerzeuger, bei denen die Elektroden aus parallelen Platten bestehen, und Rohr¬ ozonerzeuger, bei denen die Elektroden aus konzen¬ trischen Rohren bestehen.
    [0007] Die Erfindung befaßt sich mit dem letztgenannten Ozon¬ erzeugertyp mit konzentrischen Rohren als Elektroden. Bei der durch die eingangs genannte DE-PS 34 22 989 bekannten Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon sind als wesentliche Bestandteile zwei Elektroden vorgesehen, die durch ein Dielektrikum und einen Gasraum vonein¬ ander getrennt sind. An die Elektroden wird dabei Wechselstrom hoher Spannung angelegt. Gleichzeitig läßt man durch den Gasraum Sauerstoff oder Sauerstoff- haltiges Gas strömen, wobei dann zwischen den Elek¬ troden eine elektrische Hochspannungsentladung ohne Funkenbildung und helle Lichterscheinung erfolgt. Diese Hochspannungsentladung führt zur gewünschten Ozonbildung.
    [0008] Bei der durch die DE-PS 34 22 989 bekannten Vorrich¬ tungen besteht die Innenelektrode aus mehreren massi¬ ven drahtartigen und zylindrischen Metallstäben, und außerdem ist das Verhältnis des Durchmessers der Außen¬ elektrode zum Durchmesser der Innenelektrode größer als zwei gewählt.
    [0009] Die Verwendung mehrerer zylindrischer Metallstäbe beruht dabei auf der Überlegung, daß mit den gege¬ benen relativ kleinen Radien der Metallstäbe eine größere Entladung wegen der umgekehrt zum Radius proportional anzutreffenden Feldstärke angestrebt wird. Um trotz der zylindrischen Metallstäbe mit klei¬ nem Radius eine noch groß genug erscheinende Entla¬ dungsfläche zu erzielen, sind bei der bekannten Vor¬ richtung mehrere drahtartige Metallstäbe zur Bildung der Innenelektrode vorgesehen.
    [0010] Wenngleich . sich auf diese Weise auch Ozon erzeugen läßt, so haften der bekannten Vorrichtung doch einige Nachteile an. So muß hervorgehoben werden, daß die Handhabung bzw. der Aufbau der Innenelektrode durch Bildung einer Vielzahl von zylindrischen drahtartigen Metallstäben in der Praxis sehr aufwendig und umständ¬ lich ist.
    [0011] Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die bekannte Innenelektrode insgesamt nur eine relativ geringe Ent¬ ladungsfläche zur Verfügung stellen kann, weil bei der Vielzahl von aneinanderliegenden drahtartigen Metall¬ stäben die dem Mittelpunkt zugewandten Oberflächen nicht in Betracht zu ziehen sind und sozusagen verlo¬ ren gehen, und als Entladungsflächen nur die nach außen gerichteten Oberflächen wirksam sind. Diesem Mangel kann auch nicht dadurch abgeholfen werden, daß die Anzahl der drahtartigen Metallstäbe erhöht wird.
    [0012] Wenn bei der bekannten Vorrichtung ferner das Verhält¬ nis des Durchmessers der Außenelektrode zum Durchmesser der Innenelektrode größer als zwei sein soll, so ist dadurch ein relativ großer Mindestabstand zwischen den Elektroden vorgegeben. Je größer aber der Abstand zwischen den Elektroden ist, um so größer muß die für die stille Entladung benötigte Feldstärke bzw. die verwendete Spannung sein. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor¬ richtung zur Erzeugung von Ozon zu schaffen, welche von den beschriebenen Nachteilen befreit ist, und die einen einfachen Aufbau sowie eine einfache Hand¬ habung der Innenelektrode ermöglicht, wobei gleich¬ zeitig die für die stille elektrische Entladung er¬ forderlichen Feldstärken ohne zu große Spannungen erzielt werden. Dadurch soll als weitere Konsequenz der Wirkungsgrad erhöht bzw. der erforderliche Ener¬ gieverbrauch erniedrigt werden.
    [0013] Dieses Ziel erreicht die Erfindung bei der im Ober¬ begriff des Patentanspruchs 1 vorausgesetzten Vor¬ richtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.
    [0014] In neuartiger Weise wird für die Innenelektrode ein Metallstab verwendet, der als Mehrkantstab oder auch als Mehrkantrohr mit mehr als vier Längskanten, ins¬ besondere als im Querschnitt regelmäßiges Sechseck, ausgebildet ist. Das Verhältnis des Durchmessers der Außenelektrode zum größtenDurchmesser der Innenelektro¬ de wird dabei im Gegensatz zu der bekannten Vorrich¬ tung so gewählt, daß dieses Verhältnis nicht größer als zwei ist. Wesentliche Parameter für einen Röhrenozonerzeuger nach dem Prinzip der stillen elektrischen Entladung mit Innenelektroden, Dielektrikum und Außenelektro¬ den, welche die Effektivität der Vorrichtung bestim¬ men, sind die Gestalt und die Größe der Fläche der Innenelektroden, die angelegte elektrische Spannung, die Gestalt und die Größe des Entladungsraumes sowie die Gasverweilzeit im Entladüngsräum.
    [0015] Durch die Erfindung wird die Ozonproduktion pro Ent¬ ladungsraum und die Energieausnutzung nun dadurch ver¬ bessert, daß über die ganze Länge der Metallinnen- elektrode, die vorzugsweise als Sechskantstab ausge¬ bildet ist, Kanten mit stumpfen Winkeln verlaufen. Diese Kanten bilden einen sehr kleinen Radius, s.p daß sich hohe Feldstärken ergeben, welche das Anle¬ gen einer niedrigen elektrischen Spannung mit gleich¬ förmiger Gasentladung ohne Sprüheffekte ermöglichen. Die zwischen den einzelnen Kanten sich erstreckenden Elektrodenflächen werden dabei in die Entladung mit einbezogen.
    [0016] Eine gleichförmige Entladung mit hoher elektrischer Feldstärke aber niederer Spannung führt bei der Er¬ findung zu dem Vorteil, daß weniger Energiebedarf für die Ozonerzeugung benötigt wird. In diesem Zu¬ sammenhang ist auch das Merkmal zu sehen, wonach das Verhältnis des Durchmesser der Außenelektrode zum grö߬ ten Durchmesser der Innenelektrode nicht größer als zwei ist. Dadurch ergibt sich ein kleiner Abstand bzw. kleiner Spalt zwischen den Elektroden, so daß wiederum höhere Feldstärken bei kleineren Spannungen möglich sind.
    [0017] Wenn bei der Innenelektrode für den Mehrkantstab bzw. das Mehrkantrohr im übrigen Kanten mit stumpfen Win¬ keln verwendet werden, die einen kleinen Radius mit der Folge einer hohen Feldstärke an den Kanten bilden, so könnte man zwar daran denken, für die Kanten auch einen rechten Winkel oder sogar spitze Winkel zu ver¬ wenden, um noch höhere Feldstärken zu erzeugen. Aller¬ dings besteht dann die Gefahr, daß die Kanten zum Sprü¬ hen neigen, was zu Verlusten führt und einer stillen elektrischen Entladung im Wege steht. Diese Gefahr ist bei den Kanten mit stumpfen Winkeln ausgeschlossen.
    [0018] In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ver¬ laufen die Längskanten des Mehreckstabes nicht gerad¬ linig, vielmehr sind sie um die Längsachse der Innen¬ elektrode verdrallt bzw. verdreht. Durch diese Ausgestaltung der Innenelektrode ergibt sich eine gewisse Verwirbelung der Luftströmung im Entladungsraum, und es hat sich gezeigt, daß dadurch eine noch bessere Entladung erreicht werden kann.
    [0019] Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung er¬ geben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
    [0020] Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in der Zeich¬ nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
    [0021] Fig. 1 eine perspektivische, teil¬ weise geschnittene Ansicht einer Vorrichtung, und
    [0022] Fig. 2 eine Querschnittsansicht der Vorrichtung.
    [0023] Die dargestellte Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon umfaßt eine Innenelektrode 10, die als Sechskantstab aus Metall ausgebildet ist. An die Innenelektrode 10 schließt sich ringförmig ein innerer Gasentladungs¬ raum 12 an, der nach außen durch ein Dielektrikum 14 in Form eines Glasrohres begrenzt wird. Auf das Dielektrikum 14 folgt ein äußerer ringför¬ miger Gasentladungsraum 16, an den sich eine Außen¬ elektrode 18 anschließt. Die Außenelektrode 18 ist durch ein Metallrohr gebildet und wassergekühlt oder auch luftgekühlt ausgestaltet.
    权利要求:
    ClaimsP a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon aus Sau¬ erstoffhaltigen Gasen durch stille elektrische Entla¬ dung in einem von dem Gas durchströmten Zwischenraum, der von einer rohrförmigen Außenelektrode und einer von der Außenelektrode konzentrisch umgebenen spannungs¬ führenden Innenelektrode gebildet ist, wobei zwischen der Innen- und der Außenelektrode ein Dielektrikum angeordnet ist, welches die Elektroden voneinander trennt, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenelektrode (10) aus einem nach Art eines Vielecks ausgebildeten Mehrkantstab oder einem Mehrkantrohr von mehr als vier Längskanten besteht, und daß das Verhältnis des Durch- 12021 _ _
    messers der Außenelektrode (18) zum größten Durch¬ messer der Innenelektrode (10) nicht größer als zwei ist.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die von den Seiten des Vielecks des Querschnitts der Innenelektrode (10) gebildeten Innenwinkel 120° betragen und ein regelmäßiges Sechs¬ eck bilden.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2 , da¬ durch gekennzeichnet, daß die Längskanten des Mehrkant¬ stabes oder Mehrkantrohres (10) nicht geradlinig ver¬ laufen, sondern um die Längsachse der Innenelektrode verdrallt bzw. verdreht sind.
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