DE2618243C3

DE2618243C3 - Ozonisator

Info

Publication number: DE2618243C3
Application number: DE19762618243
Authority: DE
Inventors: Tetsusuke Amagasaki Hyogo Yokomi
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date: 1975-04-30
Filing date: 1976-04-26
Publication date: 1985-11-14
Also published as: GB1549055A; DE2618243B2; FR2311750B1; FR2311750A1; DE2618243A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Ozonisator vom Plattentyp oder Röhrentyp mit mindestens einem plattenförmigen oder zylindrischen, beiderseits von Luft beströmten Dielektrikum, welches parallel bzw. konzentrisch zwischen jeweils einer plattenförmigen oder zylindrischen Hochspannungselektrode und einer plattenförmigen oder zylindrischen Erdungselektrode angeordnet ist.

Ein solcher Ozonisator ist aus der DE-OS 19 22 349 bekannt Als Dh !ektrikum dient dabei ein Glasdielektrikum, welches eine beträchtliche Dicke von mindestens 2 mm haben muß, da anderaialls aufgrund hoher thermischer Beanspruchungen Beschädigungen zu befürchten sind. Die thermischen Beanspruchungen kommen aufgrund der unvermeidlichen Aufheizung des Dielektrikums auf hohe Temperaturen zustande. Ein dickes Dielektrikum hat andererseits den Nachteil, daß die Ozonausbeute gering ist Bei einem Ozonisator ist die pro Entladungseinheitsfläche gebildete Ozonmenge Y der elektrischen Leistung W pro Einheitsfläche proportional (Y= KW). Die elektrische Leistung W'vjX. wiederum proportional der relativen Dielektrizitätskonstante ε und umgekehrt proportional der Dicke Th des Dielektrikums:

W=K'

Th '

Dabei bedeuten Kund /^'Konstanten.

Die relative Dielektrizitätskonstante ε des kristallisierten Glases, welches als Dielektrikum verwendet wird, beträgt maximal etwa 5. Andererseits kann, wie oben erläutert, die Dicke Th des Dielektrikums nicht weniger als 2 mm betragen. Daher kann bei herkömmlichen Ozonisatoren die Ozonbildungsgeschwindigkeit nur durch eine Vergrößerung des Ozonisators gesteigert werden. Dies verursacht erhebliche Kosten.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Ozonisator der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher bei geringen Abmessungen zu erhöhten Ozonmengen pro Einheitsentladungsfläche führt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Ozonisator der eingangs genannten Art gelöst, welcher gekennzeichnet ist durch ein Dielektrikum aus einem Keramikmaterial mit 70 bis 95% AI₂O₃, < 25% SiO₂ und <10% mindestens eines Alkalioxids oder Erdalkalioxids und mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 5 bis 10 und einer Dicke von 1 bis 0,5 mm.

Das verwendete keramische Dielektrikum hat eine

erhöht; relative Dielektrizitätskonstante von 5 bis 10, und es kann aufgrund erhöhter Stabilität eine geringere Dicke von 1 bis 03 mm aufweisen. Diese beiden Umstände wirken in gleicher Richtung, nämlich im Sinne einer Verbesserung der üzonausbeute pro Entladungsflächeneinheit Der Ozonisator kann einen kompakten Aufbau haben, und bei gleicher <rfektrischer Leistung kann die Startspannung gesenkt werden. Durch die beidseitige Beströmung des Dielektrikums mit Luft wird dieses stärker gekühlt, wodurch die Ozonausbeute steigt

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichniangen näher erläutert Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt eines Ozonisators vom Plattentyp gemäß einer Ausführung der Erfindung, wobei wesentliche Bauteile, nämlich die Dielektrika, die Hochspannungselektroden, die Luftpfade und die Schaltung gezeigt sind; Fig.2 einen Schnitt durch einen Ozonisator vom Röhrsrityp gemäß einer anderen Ausfühningsfonn der Erfindung, wobei wesentliche Bauteile entsprechend denjenigen der F i g. 1 gezeigt sind und

Fig.3 eine perspektivische Ansicht des Ozonisators gemäß F ig. 2.

In F i g. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Hochspannungselekirodenplatte, während das Bezugszeichen 2 eine geerdete Elektrodenplatte bezeichnet Das Bezugszeichen 3 bezeichnet ein Dielektrikum, welches aus einer keramischen Platte besteht, die weiter unten näher beschrieben wird. Das Bezugszeichen 4 bezeichnet ein Abstandselement, welches einen Luftpfad 6 zwischen dem Dielektrikum und der Hochspannungsefektrodenplatte oder zwischen dem Dielektrikum und der geerdeten Elektrodenplatte festlegt Das

Bezugsseichen 5 bezeichnet eine Hochspannungsqueüe, Es ist bevorzugt, daß die Hochspannungselektroden-

platte t und die geerdete Elektrodenplatte 2 aus einem

Materiiil bestehen, welches durch OfcM nicht oder kaum

korrodiert wird, z. B. aus Edelstahl. Das Dielektrikum 3 besteht aus einer Keramikplatte mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 5 bis 10. Die relative Dielektrizitätskonstante der Keramikplatte ist wesentlich größer als diejenige von kristallisiertem Glas. Das Dielektrikum der Keramikplatte kann als Alkalioxid oder Eirdalkalioxid z. B. K₂O, Na₂O, CaO, MgO, BaO enthalten. Die Dicke der dielektrischen Platte beträgt 1 mm bis 0,5 mm. Das Abstandselement 4 besteht aus einem Keramikmaterial, welches gegen Ozon beständig ist. Das; aus Keramik bestehende Dielektrikum 3 ist sowohl zur Hochspannungselektrodenplatte 1, welche rrit der Hochspannungsquelle 5 verbunden ist, als auch zur geerdeten Elektrodenplatte 2, welche mit dem Erdungüanschluß der Hochspannungsquelle 5 verbunden ist, mit Abstand angeordnet, und zwar parallel zur Hochspannungselektrodenplatte 1 und zur geerdeten Elektrodenplatte 2. Hierdurch werden beidseitig Luftspalte 6 gebildet

Die Ausführungsform gemäß F i g. 1 umfaßt eine Vielzahil von Entladungskammern, welche nebeneinan der angeordnet sind und wobei jeweils die Hochspan nungselektrode t bzw. die geerdete Elektrode 2 benachbarten Entladungskammern gemeinsam sind. Die Corona-Entladungskammern sind in einem nicht gezeigten Gehäuse enthalten. Die Luftspalte 6 zwischen den Dielektrika und den Elektroden stehen miteinander in Verbindung, so daß ein Luftpfad gebildet wird, welcher sich von der oberen Stufe zur unteren Stufe erstreckt. Trockene Luft wird durch einen nicht gezeigten Einlaß

des Gehäuses in den Luftspalt 6 eingeleitet. Während der Strömung der trockenen Luft durch den Luftspalt 6 wird ein Teil des Sauerstoffs der trockenen Luft durch stille Entladungen zwischen der Hochspannungselektrodenplatte 1 und der geerdeten Elektrodenplatte 2 ozonisiert Die ozonisierte l-uft entweicht durch einen Auslaß, welcher nicht gezeigt ist, aus dem Gehäuse.

Die Fig.2 und 3 zeigen einen Ozonisator vom Röhrentyp gersäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Diejenigen Bauteile dieser Ausführungsform, weiche den Bauteilen der Ausführungsform gemäß F i g. 1 entsprechen, tragen die gleichen Bezugszeichen.

Bei dieser Ausführungsform ist ein zylindrisches Dielektrikum aus Kerainikmaterial mit Abstand von einer zylindrischen Hochspannungselekirode 1 aus is Edelstahl angeordnet und mit Abstand von einer geerdeten Elektrode 2 aus Edelstahl. Die Elektroden sind mit Hilfe von Abstandselementen 4 aus Keramikmaterial konzentrisch angeordnet Auf diese Weise werden Luftspalte 6 gebildet. Wie im Falle der ersten Ausfüii-rungsfcrn! wird trockene Luft in den Luftspalt 6 durch einen nicht gezeigten Einlaß des Gehäuses eingeleitet und tritt durch einen nicht gezeigten Auslaß des Gehäuses wieder aus.

Da bei dem erfindungsgemäßen Ozonisator als Dielektrikum ein Keramikmaterial mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 5-10 verwendet wird und da die Dicke des Dielektrikums höchstens ein Viertel der Dicke des herkömmlichen Dielektrikums aus kristallisiertem Glas beträgt, ist die Menge des pro Einheitsentladungsfläche gebildeten Ozons theoretisch auf die 2- bis 8fache Menge der pro Einheitsfläche eines herkömmlichen Ozonisators erzeugten Ozonmenge erhöht Daher kann der erfindungsgemäße Ozonisator wesentlich kompakter als ein herkömmlicher Ozonisator aufgebaut sein bei gleicher Menge an gebildetem Ozon. Die Tatsache, daß die Dicke des Dielektrikums geringer sein kann, ist gleichbedeutend mit der Tatsache, daß der Abstand zwischen den Elektroden verringert sein kann. Demgemäß kann die Sfartspannung gesenkt werden. Auch bei der geringeren Spannung arbeitet der erfindungsgemäße Ozonisator befriedigend. Die Neigung zu dielektrischem Durchbruch ist wesentlich geringer, und der dielektrische Verlust ist ebenfalls geringer. Somit ist der erfindungsgemäße Ozonisator wesentlich robuster und dauerhafter. Da darüber hinaus zwischen der Elektrode und dem Dielektrikum, welche als eine Art Wärmequelle wirken, ein Luftspalt ausgebildet ist, wird üerch die durch den Luftspalt strömende Luft Wärme von der Elektrode und dem Dielektrikum zu beiden Seiten derselben abgeführt, wenn Luft durch den Luftspalt strömt und ozonisiert wird. Somit kann die Kühlung in wirksamer Weise durchgeführt werden. Die Arbeitsweise des Ozonisators wird hierdurch stabilisiert

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patemanspruch:

Ozonisator vom Plattentyp oder Röhrentyp mit mindestens einem plattenförmigen oder zylindrischen, beiderseits von Luft beströmten Dielektrikum, welches parallel bzw. konzentrisch zwischen jeweils einer plattenförmigen oder zylindrischen Hochspannungselektrode und einer plattenförmigen oder zylindrischen Erdungselektrode angeordnet ist, gekennzeichnet durch ein Dielektrikum aus einem Keramikmaterial mit 70 bis 95% AI2O3, <25% SiO₂ und <10% mindestens eines Alkalioxids oder Erdalkalioxids und mit einer relativen Dielektrizitätskonstante von 5 bis 10 und einer Dicke von 1 bis 0,5 mm.