Mit einer stillen elektrischen Entladung arbeitender Ozonisator Bei den besten bis heute bekannten Ozon anlagen, welche mit stillen Entladungen arbei ten, ist die Ausbeute rund 80 Gramm pro Kilowattstunde, während nach der Theorie etwa 1,2 kg/kWh erhalten werden sollten.
Die Ursachen für diesen schlechten Wir kungsgrad sind verschiedener Natur. Ein gro sser Teil der aufgewendeten Energie geht. durch die Ionen-Rekombinationen verloren, ein nicht zu vernachlässigender Teil wird im Di- elektrikiim in Verlustwärme umgesetzt, wes halb die meisten Geräte gekühlt werden müs sen. Ebenfalls geht Energie durch Strahlung verloren, und schlussendlich wird gebildetes Ozon wieder zerfallen, bevor es analytisch er fasst werden kann.
Um die Ionenrekombinationen zu verrin gern, hat man den Weg zwischen den beiden Elektroden verkleinert und die Strömungs geschwindigkeit des Gases erhöht. Diese Mass nahmen führen zu einer wesentlichen Ver- besserung der energetischen Ausbeute. Da durch aber, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Gases erhöht wird, sinkt die Verweildauer in der Entladungszone und damit die Konzen tration an Ozon. Ausserdem werden die Ener- gie-Aufwendungen für den Gastransport, ge rechnet pro Gewichtseinheit Ozon, sofort we sentlich grösser, so dass die Wirtschaftlichkeit in Frage gestellt ist.
Damit sich die dielektrische Verlustwärme nicht anstauen kann, wird bei den meisten An lagen mit. Kühlung gearbeitet, dabei wird durch geeignete Massnahmen mit einem flüs sigen oder gasförmigen Kühlmittel die gebil dete Wärme abgeführt. Eine bessere Aus- nützung der aufgewendeten Energie wird durch die Kühlung allerdings nicht erreicht, hingegen wird durch die Abfuhr der Wärme der Ozonzerfall etwas verlangsamt, da die Zer- fallskonstante dieses Gases stark temperatur abhängig ist.
Es wurde nun gefunden, dass sich eine we sentliche Verbesserung der Ausbeute dadurch erreichen lässt, wenn. man die Entladungs fläche des Ozonisators in kleine, scharfkantig begrenzte Einzelflächen unterteilt.
Gegenstand des vorliegenden Patentes ist demnach ein mit einer stillen elektrischen Ent- ladung arbeitender Ozonisator, der dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens eine Ent ladungsfläche derart ausgebildet ist, dass sie eine Vielzahl von scharfkantig begrenzten Flä chenstücken aufweist.
Dadurch wird erreicht, dass man auf einem möglichst grossen Teil der Entladungsfläche eine starke, längs der Kanten auftretende Spitzenwirkung erreicht, ohne dass die Feld stärke gegen das Innere der gesamten Ent ladungsfläche stark .abnehmen würde. Man er reicht so eine grössere Stromdichte, die mass gebend für die Ozonausbeute und -konzentra; tion ist.
Die Unterteilung der Entladungsfläche kann beispielsweise durch scharfkantige Riffe lung oder feine scharfkantige Lochung oder Schlitzung :der Blektrodenflächen erfolgen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, auf die Elektrodenoberfläche feinkörnige, scharfkan tige Stoffe anzubringen.
Obwohl durch diese Massnahme, besonders bei der Lochung oder Schlitzung, eine Verklei nerung der Entladungsfläche eintritt, steigt die Ausbeute allein schon durch diese Mass- nahme um 15-25%, und dies wegen der stä.r- kern Entladung, d. h. wegen der Ausnützung des Kanteneffektes.
Ozonizer working with a silent electrical discharge In the best ozone systems known to date, which work with silent discharges, the yield is around 80 grams per kilowatt hour, while according to theory, around 1.2 kg / kWh should be obtained.
The causes of this poor efficiency are of different nature. A large part of the energy expended goes. lost through the ion recombination, a not insignificant part is converted into heat loss in the dielectric, which is why most devices have to be cooled. Energy is also lost through radiation, and ultimately the ozone that has formed will decay again before it can be analyzed analytically.
In order to reduce ion recombination, the path between the two electrodes has been reduced and the flow rate of the gas increased. These measures lead to a significant improvement in the energy yield. However, since the flow speed of the gas is increased, the dwell time in the discharge zone and thus the concentration of ozone decreases. In addition, the energy expenditure for gas transport, calculated per unit weight of ozone, is immediately much greater, so that economic viability is called into question.
So that the dielectric heat loss cannot build up, most systems are equipped with. Cooling worked, the gebil Dete heat is dissipated by suitable measures with a liquid or gaseous coolant. However, better utilization of the energy expended is not achieved by the cooling; on the other hand, the dissipation of the heat slows down the ozone decay, since the decay constant of this gas is strongly temperature dependent.
It has now been found that a substantial improvement in the yield can be achieved if. the discharge area of the ozonizer is divided into small, sharp-edged individual areas.
The subject of the present patent is accordingly an ozonizer operating with a silent electrical discharge, which is characterized in that at least one discharge surface is designed in such a way that it has a large number of sharp-edged surface pieces.
This ensures that a strong peak effect occurring along the edges is achieved on as large a part of the discharge area as possible without the field strength decreasing significantly towards the inside of the entire discharge area. So he reaches a greater current density, which is decisive for the ozone yield and concentration; tion is.
The subdivision of the discharge surface can be done, for example, by sharp-edged corrugation or fine, sharp-edged perforations or slits: the metal electrode surfaces. Another possibility is to apply fine-grained, sharp-edged substances to the electrode surface.
Although this measure, especially when perforating or slitting, reduces the discharge area, the yield increases by 15-25% due to this measure alone, and this is due to the stronger discharge, ie. H. because of the use of the edge effect.