Способ получения озона и его генератор

 

Изобретение относится к способам и устройствам для получения озона. Генератор озона содержит помещенный в корпус пакет чередующихся повернутых относительно друг друга на 180 градусов и заключенных в диэлектрическую прокладку электродов с высоким и нулевым электрическим потенциалом. Электроды выполнены в виде круглых стержней. Диэлектрическая прокладка выполнена в виде плоской решетки, в прутьях которой размещены электроды. В плоской решетке помещают не менее трех электродов в одной плоскости на расстоянии между каждым из них не менее пяти и не более десяти величин ширины электрода. В качестве материала для изготовления диэлектрической прокладки использована теплопроводная керамика. Параллельно диэлектрической прокладке могут быть размещены дополнительные диэлектрические прокладки, выполненные в виде решетки, шаг прутьев которых равен шагу прутьев основной решетки. В прутьях решетки дополнительной диэлектрической прокладки размещен пакет чередующихся повернутых относительно друг друга на 180 градусов и заключенных в диэлектрическую прокладку электродов с высокими и нулевым электрическим потенциалом, а прутья основной и дополнительных решеток смещены относительно друг друга в горизонтальной плоскости на половину шага прутьев. Расстояние между электродами основной и дополнительной прокладки выполнено не менее пяти и не более десяти величин ширины электрода для обеспечения взаимокоронирования основного и дополнительного разряда и принято равным величине шага прутьев. Электроды подсоединены к генератору импульсов. 4 ил.

Изобретение относится к способам и устройствам для получения озона.

Известен способ получения озона, включающий генерацию барьерных взаимокоронирующих поверхностных разрядов между электродами высокочастотными импульсами напряжения с последующей подачей сквозь них потока воздуха (1).

При известном способе используют параллельно расположенные пустотелые жилы провода.

Однако при применение указанного способа не обеспечивается параллельность проводников, что ведет к образованию токопроводящих мостов, по которым происходит утечка электрического потенциала, ослабляющая мощность происходящего разряда. В результате снижается стабильность работы устройства и нарушается постоянство концентрации озона.

Известен генератор озона, содержащий несколько чередующихся электродных пластин с нулевым и высоким потенциалом, установленных на некотором расстоянии друг от друга. Рабочие поверхности каждого из электродов расположены между парой стеклянных пластин, зазор между электродами устанавливается распорными гальзами с образованием разрядных промежутков в виде камер, по которым проходит озонируемый воздух (2).

Недостатком конструкции является то, что у электродов изолированы только рабочие поверхности и при эксплуатации генератора озона на устойчивость тлеющего или тихого электрического разряда, а следовательно, и на концентрацию полученного озона, оказывает вредное влияние влага, содержащаяся в озонируемом воздухе, а также токопроводящая пыль, которые, оседая на незащищенные поверхности электродов и промежуточные элементы, образуют токопроводящие мосты, по которым происходит утечка электрического потенциала, ослабляющая мощность происходящего разряда. В результате снижается стабильность работы устройства (нарушается постоянство концентрации озона).

Известный генератор озона, выбранный в качестве прототипа, содержит помещенный в корпусе пакет чередующихся поверхностных относительно друг друга на 180^oC и заключенных в диэлектрическую прокладку электродов с высоким и нулевым электрическим потенциалом. Электроды выполнены в виде пластин (3).

Однако известное устройство при работе также не обеспечивает устойчивость электрического разряда, а следовательно, и постоянство концентрации получаемого озона, так как на концах пластин возникают краевые эффекты, которые способствуют при наличии токопроводящей пыли образованию токопроводящих мостов, по которым происходит утечка электрического потенциала, ослабляющая мощность происходящего разряда. В результате снижается стабильность работы устройства (нарушается постоянство концентрации озона). Пластины устройства стянуты между собой посредством промежуточных элементов, в результате чего не обеспечивается параллельность электродов, что также сказывается на однородности концентрации озона.

Цель изобретения повышение надежности и удешевление процесса получения озона с постоянной концентрацией при одновременном уменьшении удельных габаритов, КПД и упрощения конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения озона, включающем генерацию барьерных коронирующих поверхностных разрядов между электродами высокочастотными импульсами напряжения с последующей подачей сквозь них потока воздуха, дополнительно создают плоский коронирующий разряд путем размещения не менее трех электродов в одной плоскости на расстоянии между каждым из них не менее пяти и не более десяти величин ширины электрода, а поток воздуха подают перпендикулярно плоскости разряда. Поставленная цель достигается тем, что генерируют параллельный дополнительный плоский коронирующий разряд на расстоянии, не менее пяти и не более десяти величин ширины электрода для обеспечения коронирования основного и дополнительного разряда, а также тем, что для получения дополнительного разряда на электроды подают большее напряжение, чем для получения основного разряда.

Поставленная цель достигается также тем, что в генераторе озона, содержащий помещенный в корпусе пакет чередующихся повернутых относительно друг друга на 180 градусов и заключенных в динамическую прокладку электродов с высоким и нулевым электрическим потенциалом, электроды выполнены в виде круглых стержней, а диэлектрическая прокладка выполнена в виде плоской решетки, в прутьях которой размещены электроды. Диэлектрическая прокладка выполнена из теплопроводной керамики. Генератор озона снабжен размещенной параллельно диэлектрической прокладке по крайней мере одной дополнительной диэлектрической прокладкой, выполненной в виде решетки, шаг прутьев которых равен шагу прутьев основной решетки, причем в прутьях решетки дополнительной диэлектрической прокладки размещен пакет чередующихся повернутых относительно друг друга на 180 градусов и заключенных в диэлектрическую прокладку электродов с высокими и нулевым электрическим потенциалом, а прутья основной и дополнительных решеток смещены относительно друг друга в горизонтальной плоскости на половину шага прутьев. Расстояние между основной и дополнительной прокладкой выполнено равным величине шага прутьев.

Изобретения поясняются чертежами, где на фиг.1 представлена схема устройства, на фиг.2 схема устройства с дополнительными диэлектрическими прокладками, на фиг.3 разрез А-А фиг.1, на фиг.4 разрез Б-Б фиг.2.

Генератор озона (фиг.1,3) содержит помещенный в корпусе 1 пакет чередующихся повернутых относительно друг друга на 180 градусов и заключенных в диэлектрическую прокладку 2 электродов с высоким 3 и нулевым 4 электрическим потенциалом. Электроды выполнены в виде круглых стержней. Диэлектрическая прокладка 2 выполнена в виде плоской решетки, в прутьях 5 которой размещены электроды 3,4. В плоской решетке помещают не менее трех электродов в одной плоскости на расстоянии L между каждым из них не менее пяти и не более десяти величин ширины Д электрода. В качестве материала для изготовления диэлектрической прокладки использована теплопроводная керамика.

Параллельно диэлектрической прокладке 2 могут быть размещены дополнительные диэлектрические прокладки 6 (фиг.2,4), выполненные в виде решетки, шаг L 1 прутьев 7 которых равен шагу L прутьев 5 основной решетки. В прутьях 7 решетки дополнительной диэлектрической прокладки размещен пакет чередующихся повернутых относительно друг друга на 180 градусов и заключенных в диэлектрическую прокладку электродов с высокими 8 и нулевым 9 электрическим потенциалом, а прутья основной и дополнительных решеток смещены относительно друг друга в горизонтальной плоскости на половину шага прутьев.

Расстояние Б между электродами основной и дополнительной прокладки выполнено не менее пяти и не более десяти величин ширины электрода для обеспечения коронирования основного и дополнительного разряда и принято равным величине шага прутьев. Электроды 3,4 и 8,9 подсоединены к генератору импульсов 10.

Работает устройство следующим образом.

Генерацию барьерных взаимокоронирующих поверхностных разрядов между электродами 3 и 4 производят путем подачи высокочастотных импульсов с эффективной частотой 100-250 кГц. В результате получают между электродами плоский коронирующий разряд. Поток воздуха подают перпендикулярно плоскости решетки.

В случае применения дополнительной прокладки 6 с электродами 8,9 к электродам также подают высокочастотные импульсы с эффективной частотой 100-250 кГц, в результате чего между электродами 8,9 образуется дополнительный плоский коронирующий разряд.

Одновременно между электродами 3,4 и 9,8 также возникает коронирующий разряд. В результате получают объемный коронирующий разряд, что приводит к повышению эффективности работы устройства.

На электроды 8,9 подают большее напряжение, чем на электроды 3 и 4 для коронирования основного и дополнительного плоских коронирующих разрядов.

Воздух проходит через прутья решетки, охлаждая электроды. Сравнительно большое расстояние между электродами позволяет пропускать сквозь прутья решетки достаточное количество воздуха для охлаждения электродов. Охлаждению электродов также способствует выполнение прокладки из теплопроводной керамики.

Выполнение диэлектрической прокладки в виде решетки позволяет проводить ее штамповку с последующей запрессовкой электродов, выполненных в виде круглых стержней. Это обеспечивает высокую технологичность изготовления генератора озона, параллельность электродов, что приводит к получению однородного устойчивого тлеющего или тихого электрического разряда. Это обеспечивает также механическую прочность и надежность устройства.

Указанное соотношение между толщиной электродов и расстоянием между ними позволяет получать достаточно мощный разряд при сравнению небольшой электрической емкости устройства. Это обеспечивает его малую удельную материалоемкость, что обеспечивает возможность создание мощного генератора озона в очень малых габаритах. Относительно небольшая проходная электрическая емкость устройства ведет к уменьшению потерь мощности в нем, а следовательно, повышает КПД устройства, так как увеличение электрической емкости устройства особенно при подаче высокочастотных импульсов ведет к большим электрическим потерям.

Таким образом, данное предложение позволит: повысить надежность процесса получения озона с постоянной концентрацией, уменьшить удельные габариты и упростить конструкцию устройства при одновременном повышении его мощности, повысить КПД устройства при одновременном снижении затрат на получение озона.

Формула изобретения

1. Способ получения озона, включающий генерацию барьерных коронирующих поверхностных разрядов между электродами высокочастотными импульсами напряжения с последующей подачей сквозь них потока воздуха, отличающийся тем, что создают плоский коронирующий разряд путем размещения не менее трех электродов в одной плоскости на расстоянии между каждым из них не менее пяти и не более десяти величин ширины электрода, а поток воздуха подают перпендикулярно плоскости разряда.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что генерируют параллельный дополнительный плоский коронирующий разряд на расстоянии от основного разряда не менее пяти и не более десяти величин ширины электрода.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что для получения дополнительного разряда на электроды подают большее напряжение, чем для получения основного разряда.

4. Генератор озона, содержащий помещенный в корпусе пакет чередующихся повернутых относительно друг друга на 180^o и заключенных в диэлектрическую прокладку электродов с высоким и нулевым электрическим потенциалом, отличающийся тем, что электроды выполнены в виде круглых стержней, а диэлектрическая прокладка выполнена в виде плоской решетки, в прутьях которой размещены электроды.

5. Генератор по п. 4, отличающийся тем, что диэлектрическая прокладка выполнена из теплопроводной керамики.

6. Генератор по пп.4 и 5, отличающийся тем, что он снабжен размещенной в корпусе параллельно диэлектрической прокладке по крайней мере одной дополнительной диэлектрической прокладкой, выполненной в виде решетки, шаг прутьев которых равен шагу прутьев основной решетки, причем в прутьях решетки дополнительной диэлектрической прокладки размещен пакет чередующихся повернутых относительно друг друга на 180 градусов и заключенных в диэлектрическую прокладку электродов с высоким и нулевым электрическим потенциалом, а прутья основной и дополнительных решеток смещены относительно друг друга в горизонтальной плоскости на половину шага прутьев.

7. Генератор по п.6, отличающийся тем, что расстояние между основной и дополнительной прокладками выполнено равным величине шага прутьев.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4