Каскадный озонатор

 

Изобретение относится к технике получения озона с помощью электрического разряда. Предложенный 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. На диэлектрике размещены токопроводящие элементы. 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.

В качестве прототипа принят каскадный озонатор по [1] 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 при сохранении его долговечности.

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 с размещенными на нем токопроводящими элементами.

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 увеличению удельной производительности озонатора по отношению к прототипу при сохранении его долговечности при работе на загрязненном газе.

Наличие токопроводящих элементов на диэлектрике сплошного электрода выполняет защитную функцию диэлектрика, сохраняя его долговечность, и позволяет применять в качестве диэлектрика больший диапазон материалов.

На фиг.1 представлена схема озонатора; на фиг. 2 вид А на рабочую поверхность секционированного электрода; на фиг. 3 вид Б на рабочую поверхность сплошного 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. Диэлектрик 5 сплошного электрода покрыт токопроводящими элементами 7.

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.

Наличие на диэлектрике 5 токопроводящих элементов 7 обеспечивает защиту диэлектрика от разрушительного воздействия электрического разряда. Это позволяет увеличить долговечность озонатора.

Исследования на действующем макете показали, что при получении озона из атмосферного воздуха без предварительной его подготовки на 1 кг озона затрачивается не более 4 кВт электроэнергии. При этом естественного охлаждения электродов проходящим потоком газа достаточно для получения выходной концентрации озона в озоно-воздушной смеси около 2 г/м³. При этом за весь срок испытаний не было выявлено ни одного случая эрозии диэлектрика.

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 сплошным электродом 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 с размещенными на нем токопроводящими элементами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3