Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Unter einem Fluid wird eine reine Flüssigkeit, ein Flüssig¬ keitsgemisch oder ein Mehrphasengemisch mit einer Flüssigkeit als kontinuierliche Phase (z.B. eine Suspension oder Emulsion) verstanden.

Ozon ist eines der stärksten Oxidatiαnsmittel. Es wird ins¬ besondere zur Aufbereitung von Trink-, Brauch- un-d Badεuassεr sowie in der Chemischen Industrie eingesetzt.

Es sind heute mehrere Ozonerzeugungsvorrichtungen bekannt, deren Grundaufbau weitgehend identisch ist. Sie weisen meist eine Gasau bereituπgseinheit in Form eines oder mehrer Trock¬ ner, einen Ozonator und ein Mischsysterπ zum Eintrag des Ozons in das Fluid auf. Die genannten Elemente sind meist räumlich getrennt und werden einzig durch ein Leitungssystem miteinan¬ der gekoppelt.

Derart ausgebildete Vorrichtungen geuährleisten uohl eine ueit¬ gehend betriebssichere Ozonerzeugung, garantieren jedoch kei¬ nen optimalen, d.h. möglichst vollständigen Eintrag des im Ozonator gebildeten Ozons aus der Gas- in die Fluidphase. Folgende Punkte können dafür verantwortlich gemacht werden:

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- Aufgrund der bekannten Zerfallsreaktion des Ozons zerfällt bereits ein Teil des gebildeten Ozons auf dem Transport vom Ozonator zum Gaseintragsorgan zu Sauerstoff.

- Das vom Ozonator räumlich getrennte Gaseintragsorgan wird vielfach an einer baulich günstigen d.h. leicht zugänglichen Stelle in die Fluidleitung eingebaut. Damit ist jedoch nicht gewährleistet, dass in der Leitung eine für den Gas-Flüssig- Stoffaustausch günstige ZueiphasenstrÖmungsfor entsteht.

- Di-e die Fluidströ ung in der Leitung charakterisierenden Parameter (Strömungsgeschwindigkeit, Turbulenzintensität) gewährleisten vielfach keine für den Gas-Flüssig—-S±αffaus¬ tausch optimale Zweiphaseπströmungsfarm, da sie- unter Berück¬ sichtigung anderer Kriterien (z.B. minimaler Druckverlust, geräuscharme Strömung) ermittelt werden.

0er vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ozonisieren eines Fluids vorzuschlagen, die obgenaπnte Nachteile nicht -aufweist. Sie soll insbesonde¬ re unabhängig vom Fluidleitungssystεrπ bzw. den darin vorherr¬ schenden Strömungsparametern einen möglichst hohen Ozoneintrag in das Fluid gewährleisten. •

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Oie Anordnung des Gaseintragsorgans auf der Fluideintrittsseite des Ozonatαrs bringt dabei folgende Vorteile:

- Der Ueg des ozonhaltigen Gases aus dem ersten Bereich des Ozonators (Ozonerzeuguπgsstelle) bis zum Gaseintragsorgan ist kurz. Die gesamte erzeugte Ozoπ enge wirkt somit als Oxidatiαns ittel im Fluid.

- Das im Gaserzeugungsorgan gebildete Zweiphasengε isch aus ozonhaltigem Gas und Fluid strömt aus dem Gaserzeugungsorgan in den zweiten Bereich des Ozonators ein. Innerhalb des Ozo¬ nators ist es daher kontrollierten Strömuπgsverhältnissen ausgesetzt. Aufgrund der bekannten engen Relationen zwischen Strömung und Stoffaustausch in Zweiphaseπgemischen ist da¬ durch auch der Stoffaustausch (Ozoneintrag in das Fluid) kontrolliert.

- Innerhalb des Ozonators können die Zweiphsenströmungsparame- ter allein durch die Dimensionierung des zweiten Bereichs in weiten Grenzen variiert werden, ohne dabei das Leitungs¬ system bzw. die diesbezüglichen Strömuπgsparameter berücksich¬ tigen zu müssen.

- Ozonator und Gaseintragsorgan bilden eine bauliche Einheit, die ohne grossen Aufuand auch in bereits bestehende Leitungs¬ systeme integriert uerden kann.

Die im ersten Bereich des Ozonators anfallende Reaktionswärme wird direkt durch das Fluid abgeführt. Aufwendige und teure zusätzliche Kühleinrichtungen entfallen somit.

Sei einer Ausführungsform wird vorgeschlagen, innerhalb des zweiten Bereichs des Ozonators Mittel zur Redispergierung des im Gaseintragsorgan gebildeten Zueiphasengemisches anzuordnen. Diese Massπahme empfielt sich insbesondere dann, wenn das Zwei- phasengε isch eine nicht vernachl ssigbarε Koaleszenzneigung zeigt. Als Mittel können z.B. statische Mischelemente, Loch-, bleche oder Drahtgεflechtspackungen dienen. Es ist aber auch möglich, dynamisch arbeitende Mittel uie Propeller oder Vibrα- mischer einzusetzen.

Bei einer anderen Ausführungsform wird vorgeschlagen, unmittel¬ bar am Fluidaustritt des Ozonators ein Phasentrennelement, z.B. einen Zyklon oder einen Rohrkrümmer oder einen Abscheidekessel anzuordnen. Diese Massnahme ergibt eine kompakte Vorrichtung, die das Fluidleitungssystem nicht mit Gas belastet, was ins¬ besondere bei nachgeschalteten Zεntrifugalpumpen von Vorteil ist. Es ist aber auch möglich, zwischen Ozonator und Phasentrennele¬ ment ein mit oder ohne zusätzlichen Dispergiermitteln ausge¬ rüstetes Zwischenstück z.B. ein Rohr, anzuordnen.

Damit verhindert wird, dass im ersten Bereich des Ozonators aus dem zu ^' ozonisierenden Gas Uasser auskondεπsiert, wird bei einer weiteren Ausführungsform vorgeschlagen, das Gas durch das Fluid in einem Uärmeaustauscher zu kühlen. Damit wird die Kondeπsatbildung in den Uärmeaustauscher verlagert.

Falls aus ozohbildungstechnischeπ Gründen eine weitergehende Gastrocknuπg erwünscht ist, kann das derart behandelte Gas in

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einem dem Uärmeaustauscher nachgeschalteten Trockner, z.B. in einem mit Silikagel gefüllten Säulentrockner oder -an einer gekühlten Oberfläche (z.B. Peltier-Element) nachgetrocknet werde

Das aufbereitete Gas wird anschliessend vorzugsweise über ein Durchsatzüberwachungsgerät und einen Feuchtε esser in den er¬ sten Bereich des Ozonators eingetragen.

Als Gaseintragsorgan wird zwεckmässig ein in Form einer Ven- turidüse ausgebildeter Mischer eingesetzt. Derartige Elemente sind bekannt. Aufgrund des in der Venturidüse durch das strömen¬ de Fluid erzeugten Unterdrucks wifd das zu ozonisierende Gas ohne zusätzliche Förderelemente durch Trockner und Ozonator gesaugt.

Im folgenden wird anhand der Figur eine Ausführungsform der Vorrichtung näher erläutert.

Der Ozonator 1 weist einen vom Fluid durchströmbaren, durch ein Rohr gebildeten zweiten Bereich 1 auf. Der zweite Bereich 1 ist umgeben von dem ringspaltförmigen ersten Bereich 1 . Auf der Fluideintrittsseite ist ein venturidüsenähnlichεs Gasein- tragsαrgan 3 am genannten Rohr angeordnet. Auf der Fluidaus- trittsseite ist dieses Rohr mit einem als Zyklon ausgebildeten Phasentrennelement 13 verbunden.

Zweckmässigerueise sind Ozonator und Gaseintragsorgan bzw. Phasentrennelement über Kupplungs- und/oder Zwischenstücke 2 verbunden. ^~ .

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Im zweiten Bereich 1 sind zwei statische Mischelεmεnte ange¬ ordnet. Mittels der Hülsen 20 ist der Durchflussquerschnitt hinsichtlich günstiger Strömungsvεrhältnisse im zweiten Bereich 1 " einstellbar. Diese Hülsen können als Stützelε eπte für die statischen Mischelemente dienen und werden vorzugsweise als Auswechselteile konzipiert. Das rohrförmigε Gehäuse 21 dient als Berühruπgsschutz und erhöht zugleich die mechanische Festig¬ keit der Kombination Gaseintragsorgan-Ozonator.

Das zu ozonisierende Gas, hier Luft, wird durch den in der Venturidüse 3 erzeugten Unterdruck aus der Umgebung über ein Staubfilter 7 in den Uärmeaustauschεr 6 gesaugt. Der Uärmeaus¬ tauscher ist als Doppelrohraustauscher konzipiert, wobei im Zeπ- tralrohr das Fluid fliεsst und dabei die im Riπgspalt fliessen- dε Luft kühlt. Damit auch das Aussenrohr als Kühlfläche dient, ist dieses über Stützbleche 18 mit dem Innεπrohr verbunden. Uährend der Kühlung kondensiert der Uassardampf dar Luft bis zu dem der Fluidtemperatur entsprechendεn Taupunkt aus. Oas Konden¬ sat fliesst aπschliesseπd in Pfeilrichtung A aus dem Uärmeaus¬ tauscher aus.

Die so vorgetrocknete Luft strömt über die Leitung 4 und ein Umschaltventil 3 U in eine der zwei silikagelgefülltεn Trock- nersaulen 5 bzw 5 .

Diese Trocknersäulen werden im Gegeπtakt regeneriert. Somit kann eine ständige Ozonproduktion gewährleistet werden. Es ist aber auch möglich, nur eine Trαckπersäule zu verwenden, wobei während deren Regeneration die Ozonprαduktion unterbrochen ist.

Die getrocknete Luft fliesst anschliessend über einεn Feuchte- messεr 8, eine Druckmessstation 9 und einen Strömungswächter 10 z.B.) ^' -

(jin Form eines Rota eters) in den ersten Bereich des Ozonators.

Im ersten Bereich des Ozonators wird der Luftsauerstσ f mittels elektrischer Funkenentladung ozonisiert. Das so gebildete Ozon strömt über eine Verbindungsleitung 12 in die Venturidüse. In der Leitung 12 ist ein Absperrventil 11 angeordnet, das mittels der Signale vom Feuchtemesser 8, der Druckmessstation 9 und dem Strömungsuächter 10 betätigbar ist. Diese Massnahme verhindert ein Einströmen von Fluid in den er-

_* sten Bereich 1 . Anstelle oder mit dem Ventil 11 kann auch ein

Einuegventil ^« /yei.ngesetzt werden.

Eine derartige Vorrichtung zum Ozonisieren kann ohne grossen Aufwand in bereits bestehende Fluidlεitungen eingebaut werden. Falls die ursprünglichen Fluidströmungsparameter keine hinsich¬ tlich des Ozoneintrags optimale Zueiphaseπströmung erlauben, kann der Strömuπgsquerschπitt des zweitεn Bereichs 1 durch Ein- setzen von Hülsen 20 verändert und dadurch die Fluiddynamik des Ozonators verbessert werden.