Каскадный озонатор

 

Изобретение относится к технике получения озона с помощью электрического разряда. Каскадный озонатор содержит два электрода, сплошной и секционированный, установленные с зазором относительно друг друга. Секционированный электрод состоит из токопроводящей пластины, на которую нанесен диэлектрик. На диэлектрик установлены секции, разделенные на отдельные подсекции. Сплошной электрод состоит из токопроводящей пластины и закрепленного на ней диэлектрика. Оба электрода подсоединены к источнику высоковольтного напряжения. 3 ил.

Изобретение относится к технике получения озона с помощью электрического разряда и может быть использовано для озонирования воды и нейтрализации вредных газов в воздухе.

Известен озонатор [1] состоящий их двух металлических электродов, установленных с зазором между собой. При этом один или оба электрода покрыты диэлектриком. Озон получают при прокачке рабочего газа (кислорода или сухого чистого воздуха) через электрический разряд в зазоре между электродами.

В этом озонаторе выполнение электродов сплошными исключает прокачку через него предварительно неподготовленного рабочего газа. Наличие влажности и пыли в нем нарушает равномерность электрического разряда и как следствие приводит к быстрому разрушению диэлектрика, а следовательно, и к существенному снижению долговечности озонатора.

В качестве прототипа принят каскадный озонатор по [2] который содержит установленные с зазором относительно друг друга сплошной и секционированный электроды. Площади секций секционированного электрода и зазоры между ними и сплошным электродом выполнены со ступенчатым увеличением. Оба электрода соединены с источником высоковольтного напряжения. Исполнение в этом озонаторе одного из электродов секционированным со ступенчатым увеличением площадей секций и зазора между ними и вторым электродом предопределило снижение неравномерности электрического разряда, хотя и недостаточной для обеспечения высокой производительности получения озона.

В основу изобретения поставлена задача уменьшения неоднородности электрического разряда в зазоре каскадного озонатора.

Задача решается тем, что в каскадном озонаторе, содержащем установленные с зазором относительно друг друга сплошной электрод и секционированный, площади секций которого и зазоры между секциями и сплошным электродом выполнены со ступенчатым увеличением, секционированный электрод смонтирован из токопроводящего слоя, покрытого диэлектриком, на диэлектрике установлены секции, разделенные на отдельные подсекции. При этом рабочая поверхность сплошного электрода покрыта диэлектриком.

Совокупность указанных признаков позволяет существенно снизить неоднородность разряда. Это достигается за счет того, что каждая подсекция секционированного электрода разделяет общий разрядный зазор на отдельные разрядные зоны. Это предопределяет снижение неравномерности разряда. Неоднородность его снижается пропорционально числу подсекций и обеспечивает увеличение удельной производительности озонатора по отношению к прототипу при сохранении его долговечности на загрязненном газе.

На фиг. 1 представлена схема озонатора; на фиг. 2 вид А на рабочую поверхность секционированного электрода; на фиг. 3 вид Б на наружную поверхность секционированного электрода.

Предложенный каскадный озонатор содержит два электрода, сплошной и секционированный, установленные с зазором относительно друг друга (фиг. 1). Секционированный электрод состоит из токопроводящей пластины 1, на которую нанесен диэлектрик 2. На диэлектрик 2 установлены секции, состоящие из подсекций 3. Сплошной электрод состоит из токопроводящей пластины 4 и закрепленного на ней диэлектрика 5. Оба электрода подсоединены к источнику высоковольтного напряжения 6.

Каскадный озонатор работает следующим образом. Рабочий газ без предварительной обработки прокачивают в зазор между электродами, подключенными к источнику высоковольтного напряжения 6. Озонная смесь образуется в зазоре между электродами под воздействием электрического разряда. При этом высокая однородность разряда и ограничение его тока обеспечивается совокупностью диэлектриков 2, 5 электродов и подсекций 3 секционированного электрода. При этом обеспечивается также и независимость разряда от степени загрязнения рабочего газа как газообразными примесями (пары воды, органические соединения и т.п.), так и пылью.

Исследования на действующем макете показали, что при получении озона из атмосферного воздуха без предварительной его подготовки на 1 кг озона затрачивается не более 1 кВт электроэнергии. При этом естественного охлаждения электродов проходящим потоком газа достаточно для получения выходной концентрации озона в озонно-воздушной смеси около 2 г/м³.

Формула изобретения

Каскадный озонатор, содержащий соединенные с источником высоковольтного питания и установленные с зазором относительно друг друга сплошной электрод и секционированный электрод, площади секций которого и зазоры между секциями и секционированным и сплошным электродами выполнены со ступенчатым увеличением, отличающийся тем, что секционированный электрод выполнен в виде токопроводящего слоя, покрытого диэлектриком, на котором установлены секции, разделенные на отдельные подсекции, а рабочая поверхность сплошного электрода покрыта диэлектриком.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3