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DE2949501A1 - OZONIZER WITH ROTATING SPARK RANGE - Google Patents

OZONIZER WITH ROTATING SPARK RANGE

Info

Publication number
DE2949501A1
DE2949501A1 DE19792949501 DE2949501A DE2949501A1 DE 2949501 A1 DE2949501 A1 DE 2949501A1 DE 19792949501 DE19792949501 DE 19792949501 DE 2949501 A DE2949501 A DE 2949501A DE 2949501 A1 DE2949501 A1 DE 2949501A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ozonizer
spark gap
electrodes
gap electrodes
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19792949501
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Dr. Baden Aargau Erni
Rudolf Gossau Sankt Gallen Wiesmann
Dipl.-Phys. Rudolf Zürich Zellweger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BBC Brown Boveri AG Switzerland
Original Assignee
BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BBC Brown Boveri AG Switzerland filed Critical BBC Brown Boveri AG Switzerland
Publication of DE2949501A1 publication Critical patent/DE2949501A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T19/00Devices providing for corona discharge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/10Preparation of ozone
    • C01B13/11Preparation of ozone by electric discharge
    • C01B13/115Preparation of ozone by electric discharge characterised by the electrical circuits producing the electrical discharge

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

An ozoniser (3) is connected to a power supply device which consists of a high-voltage transformer (8) having an earthed centre tap in the secondary circuit. Connected to the secondary winding terminals there are rectifier diodes (9), protective resistors (10), charging capacitors (11) and a spark gap (2). The spark gap (2) consists of a rotatable disc (14) made of insulating material, through which, parallel to its rotor shaft (13), at least one electroconductive rod (15, 15') is passed. Opposite the two ends of the rod (15) there are positioned, at the same radial distance from the rotor shaft (13), one pair each of ozoniser-side fixed spark-gap electrodes (16, 16') and feed-side fixed spark-gap electrodes (17, 17'). The spark gap arranged immediately at the ozoniser generates current pulses in the discharge path (7) in the range of from 10<-6> to 10<-9> seconds, which results in homogeneous discharge. <IMAGE>

Description

Ozonisator mit rotierender Funkenstrecke Ozonizer with rotating spark gap

Die Erfindung betrifft einen Ozonisator gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an ozonizer according to the preamble of Claim 1.

Ozonisatoren werden in zunehmendem Masse in industriellen Betrieben eingesetzt, da Ozon als starkes Oxidationsmittel zur Abwasserreinigung, Luftverbesserung, Trinkwasserbehandlung, Lebensmittellagerung sowie in der Medizin und Chemie verwendet wird.Ozonizers are increasingly being used in industrial operations used because ozone is a strong oxidizing agent for wastewater purification, air improvement, Drinking water treatment, food storage, and used in medicine and chemistry will.

Aus der DE-AS 26 52 283 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon mit gesteuerter Funkenentladung bekannt, bei der die Energieversorgung der Ozonzelle über stab- und scheibenförmige Funkenstreckenelektroden erfolgt. Die Funkenentladung wird dabei durch Annäherung der senkrecht zu ihrer Längsachse rotierenden Stabelektroden erzeugt. Der Anschluss jeder Funkenstreckenelektrode an die Stromversorgung sowie an eine der Ozonisatorelektroden erfolgt über SchleiSkontakte. Mit einer derartigen Vorrichtung können zwar die für die Ozonausbeute günstigen kurzen Stromimpulse im Nano-Sekunden-Bereich zwischen den Ozonisatorelektroden erreicht werden, die Stromzufuhr über chleifkontakte ist jedoch mit schlechter Energieübertragling sowie mit Verschleisserscheinungen und Wärmeentwicklung an den Kontaktstellen verbunden.DE-AS 26 52 283 discloses a device for generating ozone known with controlled spark discharge, in which the energy supply of the ozone cell takes place via rod-shaped and disk-shaped spark gap electrodes. The spark discharge is achieved by approaching the stick electrodes, which rotate perpendicular to their longitudinal axis generated. The connection of each spark gap electrode to the power supply as well to one of the ozonizer electrodes is carried out via sliding contacts. With such a Although the device can use the short current pulses in the ozone yield, which are favorable for the ozone yield Nano-second range can be achieved between the ozonizer electrodes, the power supply However, sliding contacts are associated with poor energy transfer and with signs of wear and heat generation at the contact points.

Zudem können bei einer derartigen Vorrichtung keine kurzen Stromwege zur Ozonzelle erreicht werden, was die Zuleitungsinduktivitäten erhöht und somit zu längeren Stromimpulsen führt.In addition, with a device of this type, there are no short current paths to the ozone cell can be achieved, which increases the lead inductances and thus leads to longer current pulses.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache und betriebssichere Vorrichtung mit einer verschleissarmen Ausführung der Funkenstrecke zu schaffen.The invention specified in claim 1 is based on the object a structurally simple and operationally reliable device with a low-wear device Execution of the spark gap to create.

Durch die erfindungsgemässe Ausführung desOzonisators können zwischen den Ozonisatorelektroden Stromimpulse mit einer Dauer von 10 6 bis 10 9 Sekunden sowie Rechtecks- oder Impulsspannungen mit kleinen Anstiegszeiten im Nanosekundenbereich erzeugt werden, ohne dass Schleifkontakte oder dergleichen verwendet werden. Dies führt zu einer homogenen Entladung im Entladungsspalt des Ozonisators und der Stromimpuls ist beendet, bevor die Entladung in eine Funken-oder Bogenentladung umschlagen kann. Eine Zerstörung des gebildeten Ozons wird so vermieden.The inventive design of the ozonizer can between the ozonizer electrodes with current pulses with a duration of 10 6 to 10 9 seconds as well as square wave or pulse voltages with short rise times in the nanosecond range can be generated without using sliding contacts or the like. this leads to a homogeneous discharge in the discharge gap of the ozonizer and the current pulse ends before the discharge can turn into a spark or arc discharge. Destruction of the ozone formed is thus avoided.

Der Erfindungsgegenstand besitzt ferner den Vorteil, dass die Einstellung der Stromimpulslänge auf den für die Ozonprodukt ion günstigsten Wert sehr einfach erfolgen kann und wenige bewegliche Teile vorgesehen sind, wodurch eine hohe Betriebssicherheit erreicht wird.The subject matter of the invention also has the advantage that the setting the current pulse length to the value most favorable for the ozone product ion very easily can take place and few moving parts are provided, resulting in a high level of operational reliability is achieved.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims described.

Durch die Ausgestaltung der Erfindung gemäss den Ansprüchen 2 und 3 kann die Impulsrepetitionsfrequenz entweder durch Einstellen unterschiedlicher Drehzahlen der drehbaren Scheibe oder durch Befestigung mehrerer beweglicher gegeneinander versetzter Elektroden auf dieser auf den für die Ozonproduktion günstigsten Wert eingestellt werden . Nach Anspruch 4 und 5 kann ein schnelles Durchzünden der Funkenstrecke auf kürzestem Weg mit der für den Ozonisator optimalen Spannung erreicht werden. Die Ausführung der Funkenstreckenelektroden nach Anspruch 6 ist billig und technisch einfach zu realisieren. Die in Anspruch 8 angegebene Lösung ermöglicht ein schnelles Umladen der Ozonisatorelektroden und eine relativ verlust freie Stromzuführung auf kürzestem Weg. Die zur homogenen Entladung benötigte Energie wird durch die Kondensatoren gemäss Anspruch 9 und die Funkenstrecke sehr rasch in den Ozonisator übertragen.By designing the invention according to the claims 2 and 3 the pulse repetition rate can either be set differently Speeds of the rotatable disc or by fastening several movable ones against each other offset electrodes on this to the most favorable value for ozone production can be set. According to claims 4 and 5, the spark gap can be ignited quickly can be achieved in the shortest possible way with the voltage that is optimal for the ozonizer. The design of the spark gap electrodes according to claim 6 is cheap and technical easy to implement. The solution specified in claim 8 enables a quick Reloading of the ozonizer electrodes and a relatively loss-free power supply shortest way. The energy required for homogeneous discharge is generated by the capacitors according to claim 9 and transmitted the spark gap very quickly in the ozonizer.

Nach Anspruch 10 kann eine gute Stromübertragung von der Spannungsquelle auf die Ozcnisatorelektroden erreicht werden, wobei Verluste, die bei Verwendung längerer Zuleitungen auftreten würden, weitgehend vermieden werden können.According to claim 10 can be a good power transmission from the voltage source on the ozcnisatorelectrodes, with losses that occur when using longer leads would occur can largely be avoided.

In Anspruch 11 ist eine besonders platzsparende und robuste Ausführung des erfindungsgemässen Ozonisators beschrieben.In claim 11 is a particularly space-saving and robust design of the ozonizer according to the invention described.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Ozonisators mit einer Einrichtung zur Energieversorgung, Fig. 2a und 2b Diagramme des idealisierten zeitlichen Verlaufs von Spannung und Strom an den Ozonisatorelektroden, Fig. 2c in vergrössertem Massstab den ungefähren zeitlichen Verlauf des Stromes zwischen den Ozonisatorelektroden, Fig. 3 und Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Ozonisators mit einer Einrichtung zur Energieversorgung, die eine rotierende Funkenstrecke enthält.Fig. 1 shows a schematic representation of an inventive Ozonizer with a device for energy supply, Fig. 2a and FIG. 2b shows diagrams of the idealized time course of voltage and current the ozonizer electrodes, Fig. 2c on an enlarged scale the approximate temporal Course of the current between the ozonizer electrodes, Fig. 3 and Fig. 4 an embodiment an ozonizer according to the invention with a device for energy supply, which contains a rotating spark gap.

Der in Fig. 1 dargestellte Ozonisator 3 besteht aus zwei zueinander parallelen, plattenförmigen, elektrisch leitenden Elektroden 4, 5, die durch eine parallel zu diesen verlaufende dielektrische Schicht 6 von gleichmässiger Dicke sowie durch einen Entladungsspalt 7 voneinander getrennt sind. Die dielektrische Schicht 6 ist auf der Elektrode 4 angeordnet, so dass der Entladungsspalt 7 zwischen der dielektrischen Schicht 6 und der Elektrode 5 des Ozonisators 3 verläuft. Die Elektrode 5 ist geerdet und sowohl mit dem Minuspol einer Gleichspannungsquelle 1 als auch mit dem Pluspol einer weiteren Gleichspannungsquelle 1' verbunden.The ozonizer 3 shown in Fig. 1 consists of two to each other parallel, plate-shaped, electrically conductive electrodes 4, 5, which by a Dielectric layer 6 running parallel to these and of uniform thickness and are separated from one another by a discharge gap 7. The dielectric Layer 6 is arranged on the electrode 4 so that the discharge gap 7 between the dielectric layer 6 and the electrode 5 of the ozonizer 3 runs. the Electrode 5 is grounded and connected to both the negative pole of a DC voltage source 1 as well as to the positive pole of a further DC voltage source 1 '.

Die zweite Elektrode 4 ist über einen schnellschaltenden Umschalter 2 entweder an den Pluspol der Gleichspannungsquelle 1 oder an den Minuspol der weiteren Gleichspannungsquelle 1' angeschlossen.The second electrode 4 is via a fast switching switch 2 either to the positive pole of DC voltage source 1 or to the negative pole of the other DC voltage source 1 'connected.

Die Wirkungsweise ist folgen-e: Durch den Entladungsspalt 7 strömt ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch oder reiner Sauerstoff. Der Umschalter 2 verbindet die zweite Elektrode 4 des Ozonisators 3 mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle 1, wodurch an den Ozonisatorelektroden 4, 5 positive Spannung anliegt. Beim Umschalten von der Spannungsquelle 1 auf den negativen Pol der weiteren Spannungsquelle 1' tritt zwischen den Ozonisatorelektroden 4, 5 ein kurzzeitiger negativer Stromimpuls auf, mit einer Dauer von ungefähr 10 6 bis 10 9 Sekunden.The mode of action is as follows: Through the discharge gap 7 an oxygen-containing gas mixture or pure oxygen flows. The switch 2 connects the second electrode 4 of the ozonizer 3 to the positive pole of the DC voltage source 1, whereby positive voltage is applied to the ozonizer electrodes 4, 5. When switching from the voltage source 1 to the negative pole of the further voltage source 1 ' a brief negative current pulse occurs between the ozonizer electrodes 4, 5 on, with a duration of about 10 6 to 10 9 seconds.

Anschliessend schaltet der Umschalter 2 vom negativen Pol der weiteren Spannungsquelle 1' um auf den positiven Pol der Spannungsquelle 1, wodurch zwischen den Ozonisatorelektroden 4, 5 ein kurzzeitiger positiver Stromimpuls auftritt, wie es in Fig. 2c dargestellt ist. Bei einer Schaltfrequenz von zirka 100 Hz ergibt sich an den sowie zwischen den Ozonisatorelektroden der in Fig. 2a bzw. 2b idealisiert dargestellte zeitliche Verlauf der Spannung bzw. des Stromes.The changeover switch 2 then switches from the negative pole of the other Voltage source 1 'to the positive pole of the voltage source 1, whereby between the ozonizer electrodes 4, 5 a brief positive current pulse occurs, such as it is shown in Fig. 2c. With a switching frequency of approx. 100 Hz this results idealized at and between the ozonizer electrodes in Fig. 2a and 2b shown time curve of the voltage or the current.

Durch den kurzzeitigen Stromimpuls wird ein Teil der in dem sauerstoffhaltigen Gasgemisch oder dem reinen Sauerstoff vorhandenen Sauerstoffmoleküle zu atomarem Sauerstoff gespalten, der sich mit dem noch vorhandenen molekularen Sauerstoff zu Ozon verbindet.Due to the short-term current pulse, part of the oxygen-containing Gas mixture or the pure oxygen existing oxygen molecules to atomic Oxygen split, which becomes with the still existing molecular oxygen Ozone connects.

Die in Fig. 3 und 4 dargestellte Vorrichtung zur Erzeugung von Ozon besteht aus einer Spannungsquelle 1 mit einer Umschaltvorrichtung 2, die als eine rotierende Funkenstrecke ausgebildet ist, sowie einem Röhrenozonisator 3. Ein Hochspannungstransformator 8 mit geerdete Mittelanzapfung ist an den beiden Enden seiner Sekundärwicklung über jeweils entgegengesetzt gepolt angeordnete Dioden 9 und jeweils einen Schutzwiderstand 10 an eine erste anspeisungsseitige feststehende Funkenstreckenelektrode 17 und eine zweite anspeisungsseitige feststehende Funkenstreckenelektrode 17' angeschlossen und über jeweils einen parallel zu den anspeisungsseitigen Funkenstreckenelektroden 17, 17' geschalteten Ladekondensator 11 mit einer geerdeten Aussenelektrode 5 des Röhrenozonisators 3 verbunden. In dem durch die Aussenelektrode 5 gebildeten Inneren des Röhrenozonisators 3 ist ein an seinem der Spannungsquelle 1 abgewandten Ende abgeschlossenes Rohr konzentrisch. zur Längsachse des Ozonisators 3 angeordnet und zur Bildung eines Entladungsspaltes 7 von der Aussenelektrode 5 in einem bestimmten Abstand distanziert.The device shown in Fig. 3 and 4 for generating ozone consists of a voltage source 1 with a switching device 2, which as a rotating spark gap is formed, and a tubular ozonizer 3. A high-voltage transformer 8 with a grounded center tap is over at both ends of its secondary winding each with oppositely polarized diodes 9 and one each Protective resistance 10 to a first supply-side fixed spark gap electrode 17 and a second supply-side fixed spark gap electrode 17 'is connected and via one each parallel to the feed-side spark gap electrodes 17, 17 'connected charging capacitor 11 with a grounded outer electrode 5 of the Tubular ozonizer 3 connected. In the interior formed by the external electrode 5 of the tube ozonizer 3 is an end facing away from the voltage source 1 at its end closed tube concentric. arranged to the longitudinal axis of the ozonizer 3 and to form a discharge gap 7 from the outer electrode 5 in a certain Distance distant.

Die Innenfläche des einseitig geschlossenen Rohres, aus einem Dielektrikum 6 bestehend, z.B. Glas, ist mit einer elektrisch leitenden Schicht, z.B. aus Silber oder Aluminium, versehen, welche die Innenelektrode 4 des Ozonisators 3 dargestellt. Diese ist über einen Verbindungsstab 18 mit zwei an einem Tragarm 19 befestigten ozonisatorseitigen Funkenstreckenelektroden 16, 16' verbunden. Die Schutzwiderstände 10 können auch durch Induktivitäten oder andere strombegrenzende Bauelemente ersetzt werden.The inner surface of the tube, which is closed on one side, made of a dielectric 6, for example glass, is covered with an electrically conductive layer, for example made of silver or aluminum, which represents the inner electrode 4 of the ozonizer 3. This is attached to a support arm 19 via a connecting rod 18 with two Ozonizer-side spark gap electrodes 16, 16 'connected. The protective resistors 10 can also be replaced by inductors or other current-limiting components will.

Die ozonisatorseitigen Funkenstreckenelektroden 16, 16' und die anspeisungsseitigen Funkenstreckenelektroden 17, 17' sind als paarweise nebeneinander angeordnete Stäbe ausgeführt, die z.B. aus Wolfram bestehen, wobei jeweils die erste bzw. zweite ozonisatorseitige Funkenstreckenelektrode 16, 16' in ihrer axialen Richtung von der ersten bzw. zweiten anspeisungsseitigen Funkenstreckenelektrode 17, 17' in einem bestimmten Abstand distanziert sind. Zwischen den einander zugewandten Enden der Funkenstreckenelektroden 16, 16' und 17, 17' ist ein beweglicher elektrisch leitender Körper 15 bzw. 15' in Form eines Stabes, z.B. aus Wolfram angeordnet, der senkrecht durch eine drehbare Scheibe 14 hindurchgeführt ist.The ozonizer-side spark gap electrodes 16, 16 'and the feed-side Spark gap electrodes 17, 17 'are rods arranged next to one another in pairs made of tungsten, for example, with the first and second ozonizer-side Spark gap electrodes 16, 16 'in their axial direction from the first and second, respectively feed-side spark gap electrode 17, 17 'at a certain distance are distant. Between the facing ends of the spark gap electrodes 16, 16 'and 17, 17' a movable electrically conductive body 15 or 15 'in the form of a rod, e.g. made of tungsten, which runs vertically through a rotatable disk 14 is passed through.

Die rotierende Scheibe 14 besitzt eine parallel zur Längsachse der Stäbe 15, 15', 16, 16', 17, 17' verlaufende Rotorwelle 13, welche mit einem Antriebsmotor 12 verbunden ist.The rotating disk 14 has a parallel to the longitudinal axis of the Rods 15, 15 ', 16, 16', 17, 17 'extending rotor shaft 13, which with a drive motor 12 is connected.

Die Stäbe 15, 15', 16, 16', 17, 17' sind in derselben radialen Entfernung von der Rotorwelle 13 der rotierenden Scheibe 14 angeordnet. Diese besteht aus Isolationsmaterial, vorzugsweise aus Kunststoff.The bars 15, 15 ', 16, 16', 17, 17 'are at the same radial distance arranged by the rotor shaft 13 of the rotating disk 14. This consists of insulation material, preferably made of plastic.

Die ozonisatorseitigen Funkenstreckenelektroden 16, 16' sind über den Verbindungsstab 18 unmittelbar an die Innenelektrode 4 des Ozonisators 3 angeschlossen.The ozonizer-side spark gap electrodes 16, 16 'are over the connecting rod 18 is connected directly to the inner electrode 4 of the ozonizer 3.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Anordnung ist folgende: Durch den Entladungskanal 7 strömt ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch z.B. Luft oder reiner Sauerstoff im folgenden Einsatzgas genannt.The mode of operation of the arrangement described above is as follows: An oxygen-containing gas mixture, e.g. air or, flows through the discharge channel 7 pure oxygen referred to below as feed gas.

Der Hochspannungstransformator 8 liefert die erforderliche Wechselspannung, welche durch die Dioden 9 gleichgerichtet wird. Die Schutzwiderstände 10 dienen zur Strombegrenzung.The high voltage transformer 8 supplies the required alternating voltage, which is rectified by the diodes 9. The protective resistors 10 are used for current limitation.

Durch die gleichgerichtete Spannung werden die Ladekondensatoren 11 mit einer bestimmten positiven bzw. negativen Ladungsmenge aufgeladen. Mit Hilfe des Antriebsmotors 12 wird die drehbare Scheibe 14 in Rotation versetzt, wobei der Stab 15 mit einer bestimmten Drehzahl umläuft und zwischen den einander zugewandten Enden der feststehenden Funkenstreckenelektroden 16, 16', 17, 17' hindurchgeführt wird. Nähert sich der Stab 15 infolge der Rotation der Scheibe 14 den Funkenstreckenelektroden 16, 17, so bildet sich bei einer gewissen Stellung der Scheibe 14 ein Lichtbogen zwischen der anspeisungsseitigen Funkenstreckenelektrode 17 und dem Stab 15 oder 15' sowie der ozonisatorseitigen Funkenstreckenelektrode 16 ein Lichtbogen aus, wodurch die Innenelektrode 4 des Ozonisators 3 augenblicklich mit der Spannungsquelle 1 verbunden ist. Die Ladekondensatoren 11 liefern die zur raschen Aufladung des als Kondensator wirkenden Ozonisators 3 notwendige Ladungsmenge. Die Lichtbogen zwischen demStab 15 und der anspeisungsseitigen Funkenstreckenelektrode 17 sowie der ozonisatorseitigen Funkenstreckenelektrode 16 brennen nur während der sehr kurzen Zeit, in der ein Strom fliesst. Mit fortschreitender Drehung der Scheibe 14 nähert sich der Stab 15 den Funkenstreckenelektroden 16', 17' und die Innenelektrode 4 wird durch Lichtbogenbildung zwischen den Funkenstreckenelektroden 16', 17' und dem Stab 15 auf negatives Potential umgeladen. Durch das vorstehend beschriebene Durchzünden der rotierenden Funkenstrecke 2 ergibt sich an den Ozonisatorelektroden 4, 5 der in Fig. 2a idealisiert dargestellte rechteckförmige Spannungsverlauf.The rectified voltage causes the charging capacitors 11 charged with a certain positive or negative amount of charge. With help of the drive motor 12, the rotatable disk 14 is set in rotation, wherein the Rod 15 revolves at a certain speed and between the facing Ends of the fixed Spark gap electrodes 16, 16 ', 17, 17' is passed through. If the rod 15 approaches as a result of the rotation of the disk 14 the spark gap electrodes 16, 17, then forms at a certain position of the disk 14 an arc between the feed-side spark gap electrode 17 and the rod 15 or 15 'and the spark gap electrode on the ozonizer side 16 an arc, whereby the inner electrode 4 of the ozonizer 3 instantly is connected to the voltage source 1. The charging capacitors 11 provide the for rapid charging of the ozonizer 3 acting as a capacitor. The arcs between the rod 15 and the feed-side spark gap electrode 17 and the spark gap electrode 16 on the ozonizer side only burn during the very short time in which a current flows. As the disc rotates 14, the rod 15 approaches the spark gap electrodes 16 ', 17' and the inner electrode 4 is created by arcing between the spark gap electrodes 16 ', 17' and the rod 15 reloaded to negative potential. Through the above described Ignition of the rotating spark gap 2 occurs at the ozonizer electrodes 4, 5, the rectangular voltage curve shown idealized in FIG. 2a.

Zwischen der Innenelektrode 4 und der Aussenelektrode 5 tritt ein kurzzeitiger Stromimpuls durch den Entladungskanal 7 hindurch auf, mit einer Dauer von 10 bis 10 Sekunden gemäss Fig. 2b und 2c. Infolge des kurzzeitigen Stromimpulses wird ein Teil der in dem sauerstoffhaltigen Gasgemisch oder dem reinen Sauerstoff vorhandenen Sauerstoffmoleküle zu atomarem Sauerstoff gespalten, der sich mit dem verbleibenden molekularen Sauerstoff zu Ozon ver- bindet. Der Stromimpuls ist beendet, bevor die Entladung in eine Funken- oder Bogenentladung umschlagen kann, was zu einer lokalen Erhitzung des Gasgemisches führen würde und damit zu einer Zerstörung des gebildeten Ozons. Infolge des kurzzeitigen Stromimpulses wird in dem Entladungskanal 7 mit relativ geringem Energieaufwand eine homogene Entladung gezündet. Zur Herstellung von einem Kilogramm Ozon werden bei Luft als Einsatzgas typischerweise 8 bis 12 kWh und bei Sauerstoff 4 bis 7 kWh benötigt. Die Anstiegszeiten der an den Ozonisatorelektroden 4, 5 erzeugten Impulse liegen im Nanosekundenbereich. Eine höhere Impulsrepetitionsfrequenz kann sowohl durch Steigerung der Drehzahl der rotierenden Scheibe 14 als auch durch eine grössere Anzahl durch diese hindurchgeführte Stäbe 15, 15' erreicht werden. Aufgrund der Anordnung der rotierenden Funkenstrecke 2 unmittelbar am Ozonisator 3 können sehr kurze Stromwege erreicht werden, wodurch die gewünschten kurzen Stromimpulse durch Reduzierung der Zuleitungsinduktivitäten erzeugt werden können.Occurs between the inner electrode 4 and the outer electrode 5 brief current pulse through the discharge channel 7, with a duration from 10 to 10 seconds according to FIGS. 2b and 2c. As a result of the brief current pulse becomes part of the oxygen-containing gas mixture or pure oxygen existing oxygen molecules split to atomic oxygen, which is with the remaining molecular oxygen converts to ozone binds. The current pulse ends before the discharge turns into a spark or arc discharge can, which would lead to a local heating of the gas mixture and thus to a destruction of the ozone formed. As a result of the brief current pulse a homogeneous discharge in the discharge channel 7 with a relatively low expenditure of energy ignited. To produce one kilogram of ozone, air is used as the feed gas typically 8 to 12 kWh and for oxygen 4 to 7 kWh. The rise times the pulses generated at the ozonizer electrodes 4, 5 are in the nanosecond range. A higher pulse repetition frequency can be achieved by increasing the speed the rotating disk 14 as well as a larger number passed through it Rods 15, 15 'can be achieved. Due to the arrangement of the rotating spark gap 2 directly at the ozonizer 3, very short current paths can be achieved, whereby the desired short current pulses by reducing the lead inductance can be generated.

Der vorstehend beschriebene Ozonisator kann selbstverständlich nicht nur als Röhrenozonisator sondern auch als Plattenozonisator ausgeführt sein.Of course, the ozonizer described above cannot be designed only as a tube ozonizer but also as a plate ozonizer.

Claims (11)

Patent a n s p r ü c h e 1. Gepulster Ozonisator mit wenigstens zwei Elektroden, einer Hochspannungsquelle und einer Funkenstrecke mit feststehenden und relativ zu den feststehenden beweglichen Funkenstreckenelektroden zum Auf- und Umladen der Elektroden des Ozonisators, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungsquelle (1) drei Klemmen (la, lb, lc) aufweist, von denen die erste Klemme (lc) mit der ersten Elektrode (5) ist des Ozonisators (3) verbunpen und die anderen Klemmen (la, lb) gegenüber der ersten Klemme (lc) im Vorzeichen unterschiedliches Potential besitzen, zwei anspeisungsseitigen feststehenden Funkenstreckenelektroden (17, 17'), die je mit einer der genannten Klemmen verbunden sind, zwei ozonisatorseitigen feststehenden Funkenstreckenelektroden (16, 16'), die miteinander verbunden sind und an die zweite Elektrode (4) des Ozonisators (3) angeschlossen sind, wobei die feststehenden (16, 16', 17, 17') und/oder die bewegliche Elektrode (15) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass bei Annäherung der beweglichen Elektrode (15) nacheinander eine elektrisch leitende Verbindung zwischen anspeisungs- und ozonisatorseitigen Funkenstreckenelektroden-Paaren (16, 17; 16', 17') infölge Funkenentladung bewirkt ist. Patent a n p r ü c h e 1. Pulsed ozonizer with at least two Electrodes, a high voltage source and a spark gap with fixed and relative to the fixed movable spark gap electrodes for up and down Reloading of the electrodes of the ozonizer, characterized in that the high voltage source (1) has three terminals (la, lb, lc), of which the first terminal (lc) with the the first electrode (5) is connected to the ozonizer (3) and the other terminals (la, lb) have a different potential compared to the first terminal (lc), two supply-side fixed spark gap electrodes (17, 17 '), each are connected to one of the named clamps, two ozonizer-side fixed Spark gap electrodes (16, 16 ') which are connected to each other and to the second Electrode (4) of the ozonizer (3) are connected, the fixed (16, 16 ', 17, 17') and / or the movable electrode (15) are arranged and designed in this way are that when approaching the movable electrode (15) one after the other electrically Conductive connection between the supply and ozonizer-side spark gap electrode pairs (16, 17; 16 ', 17') as a result of spark discharge. 2. Ozonisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Elektrode (15) auf einer drehbaren Scheibe (14) befestigt ist.2. Ozonizer according to claim 1, characterized in that the movable Electrode (15) is mounted on a rotatable disc (14). 3. Ozonisator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl in Umfangsrichtung der drehbaren Scheibe (14) gegeneinander versetzte bewegliche Elektroden (15, 15') auf der Scheibe (14) befestigt ist.3. Ozonizer according to claim 1 and 2, characterized in that a plurality of offset against one another in the circumferential direction of the rotatable disk (14) movable electrodes (15, 15 ') is attached to the disc (14). 4. Ozonisator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die drehbare Scheibe (14) im Raum zwischen den anspeisungs- und ozonisatorseitigen feststehenden Funkenstreckenelektroden (16, 16', 17, 17') angeordnet ist.4. Ozonizer according to claim 1 and 2, characterized in that the rotatable disc (14) in the space between the feed and ozonizer sides fixed spark gap electrodes (16, 16 ', 17, 17') is arranged. 5. Ozonisator nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die anspeisungs- und ozonisatorseitigen Funkenstreckenelektroden (16, 16', 17, 17') als auch die bewegliche Elektrode (15) in derselben radialen Entfernung von der Rotationsachse der drehbaren Scheibe (14) angeordnet sind.5. Ozonizer according to claim 1, 2 and 4, characterized in that both the feed and ozonizer side spark gap electrodes (16, 16 ', 17, 17 ') and the movable electrode (15) at the same radial distance are arranged from the axis of rotation of the rotatable disc (14). 6. Ozonisator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die anspeisungsseitigen und/oder die ozonisatorseitigen Funkenstreckenelektroden (16, 16', 17, 17') und/ oder die bewegliche Elektrode (15) als Stäbe ausgeführt sind, deren Längsachse parallel zur Rotationsachse der drehbaren Scheibe (14) verläuft.6. Ozonizer according to claim 1 and 2, characterized in that the feed-side and / or the ozonizer-side spark gap electrodes (16, 16 ', 17, 17') and / or the movable electrode (15) designed as rods are, the longitudinal axis of which runs parallel to the axis of rotation of the rotatable disc (14). 7. Ozonisator nach Anspruch 1, 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die anspeisungs- und/oder die ozonisatorseitigen Funkenstreckenelektroden (16, 16', 17, 17') und/ oder die bewegliche Elektrode (15) als in Richtung ihrer Längsachse verschiebbare Stäbe ausgeführt sind.7. Ozonizer according to claim 1, 2, 5 and 6, characterized in that that the supply and / or the ozonizer side spark gap electrodes (16, 16 ', 17, 17') and / or the movable electrode (15) than in the direction their longitudinal axis displaceable rods are carried out. 8. Ozonisator nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die anspeisungs- (17, 17') und die ozonisatorseitigen Funkenstreckenelektroden (16, 16') auf beiden Seiten der drehbaren Scheibe (14) je paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sind. 8. Ozonizer according to claim 1, 2 and 4, characterized in that the feed (17, 17 ') and the ozonizer-side spark gap electrodes (16, 16 ') on both sides of the rotatable disc (14) in pairs opposite one another are arranged. 9. Ozonisator nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die anspeisungsseitigen feststehenden Funkenstreckenelektroden (17, 17') über zwei in Serie geschaltete Ladekondensatoren (11) verbunden sind, wobei die Verbindungsleitung der Ladekondensatoren (11) an Nullpotential angeschlossen ist. 9. Ozonizer according to claim 1 and 8, characterized in that the supply-side fixed spark gap electrodes (17, 17 ') via two Series-connected charging capacitors (11) are connected, the connecting line the charging capacitors (11) is connected to zero potential. 10. Ozonisator nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ozonisatorseitigen feststehenden Funkenstreckenelektroden (16, 16'), die bewegliche Elektrode (15), die anspeisungsseitigen Funkenstreckenelektroden (17, 17') und die Ladekondensatoren (11) in unmittelbarer Nähe des Ozonisators (3) angeordnet sind.10. Ozonizer according to claim 1 and 9, characterized in that the ozonizer-side fixed spark gap electrodes (16, 16 '), the movable one Electrode (15), the feed-side spark gap electrodes (17, 17 ') and the Charging capacitors (11) are arranged in the immediate vicinity of the ozonizer (3). 11. Ozonisator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ozonisatorseitigen feststehenden Funkenstreckenelektroden (16, 16') mit dem Ozonisator (3) eine Baueinheit bilden.11. Ozonizer according to claim 10, characterized in that the Fixed spark gap electrodes (16, 16 ') on the ozonizer side with the ozonizer (3) form a structural unit.
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