Генератор озона и система генераторов озона
Настоящее изобретение направлено на создание генератора озона, а также системы генераторов озона. Генератор озона содержит корпус (102). Корпус включает первую половину (104), имеющую первый отсек (204), и вторую половину (106), имеющую второй отсек (206). В корпусе выполнены вход (202) и выход (110). Первый диэлектрический диск (210) установлен в пределах первого отсека в контакте с внутренней поверхностью (240) первой половины (104) корпуса. Второй диэлектрический диск (214) установлен в пределах второго отсека в контакте с внутренней поверхностью (242) второй половины. В основной камере между первым и вторым диэлектрическими дисками установлен высоковольтный электрод (218) с газовым проходом (220). Высоковольтный электрод расположен на расстоянии от первого и второго диэлектрических дисков с использованием первой разделительной прокладки (230) и второй разделительной прокладки (232) и с образованием первой газовой камеры (25) и второй газовой камеры (252) по обеим сторонам высоковольтного электрода. Газовый проход высоковольтного электрода и газовый проход первого диэлектрического диска выполнены с обеспечением сообщения между первой и второй газовыми камерами. Технический результат: эффективное охлаждение генератора озона. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в общем относится к генерированию озона, а более конкретно -к генератору озона и системе генерирования озона.
ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Озон может использоваться для различных промышленных и коммерческих целей, таких как очистка воздуха, обработка воды, удаление неприятного запаха и т.д. Широко известно генерирование озона с помощью генераторов, использующих принцип действия коронного разряда. Коронный разряд осуществляется электрическим разрядом вокруг электрически заряженного проводника. В генераторе озона электрически заряженный проводник может размещаться между двумя диэлектриками, чтобы определять две газовые камеры по сторонам электрически заряженного проводника. Газовый поток, содержащий молекулы кислорода, пропускают через генератор озона. Коронный разряд ионизирует некоторые молекулы кислорода в газовом потоке. Затем ионизированный кислород рекомбинирует с молекулами кислорода в газовом потоке, чтобы генерировать озон.
Например, европейский патент ЕР 1165435 В1 "Генератор озона с компенсацией давления и способ генерирования озона" раскрывает устройство и способ для генерирования озона путем воздействия на кислород над диэлектриком переменным током высокой частоты при высоком напряжении. Устройство включает приемный блок с компенсацией давления, соединенный по меньшей мере с двумя пластинами диэлектрического материала, между которыми установлен электрод, подвергаемый воздействию переменного тока высокой частоты при высоком напряжении, и два герметичных пространства для генерирования озона на противоположных сторонах указанного блока. Соответствующее герметичное пространство для генерирования озона на стороне одной из указанных пластин диэлектрического материала ограничено заземленным охлаждаемым электродом, через который в указанное пространство подается кислород или обогащенный кислородом газ и выводится из этого пространства озон.
Однако такие известные генераторы озона подвержены колебаниям давления внутри них. Например, газовый поток может протекать вокруг электрически заряженного проводника неравномерно, что ведет к неравномерному распределению газа внутри газовых камер. Следовательно, такое распределение газа может приводить к неравномерным давлениям внутри газовых камер. Поэтому электрически заряженный проводник и/или два диэлектрика внутри генератора озона могут подвергаться неравномерным напряжениям.
Более того, производство озона может генерировать теплоту внутри генератора озона, и обычно может использоваться водяное охлаждение для рассеяния этой теплоты. Однако использование воды в качестве охлаждающей среды может быть не оптимальным решением при наличии тока высокого напряжения в этих устройствах.
В свете вышеизложенного имеется необходимость преодоления вышеупомянутых недостатков, связанных с традиционными генераторами озона.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение направлено на обеспечение генератора озона, а также обеспечение системы генерирования озона. Настоящее изобретение направлено на разрешение имеющихся проблем колебания давления и охлаждения генераторов озона. Целью настоящего изобретения является разработка технического решения, которое преодолевает по меньшей мере частично проблемы известного уровня техники и обеспечивает техническое решение по равномерному потоку газа и эффективному охлаждению генераторов озона.
В одном аспекте пример осуществления настоящего изобретения обеспечивает генератор озона, включающий корпус, содержащий первую половину, имеющую первый отсек, и вторую половину, имеющую второй отсек, при этом первая половина соединена со второй половиной, чтобы первый отсек и второй отсек обеспечивали формирование основной камеры в пределах корпуса. В корпусе имеются также вход и выход, проходящие в основную камеру, первый диэлектрический диск, установленный в пределах первого отсека в контакте с внутренней поверхностью первой половины, второй диэлектрический диск, установленный в пределах второго отсека в контакте с внутренней поверхностью второй половины, при этом по меньшей мере первый диэлектрический диск имеет газовый проход, и высоковольтный электрод с газовым проходом, установленный в основной камере между первым и вторым диэлектрическими дисками, при этом высоковольтный электрод расположен на расстоянии от первого и второго диэлектрических дисков с использованием первой разделительной прокладки и второй разделительной прокладки, чтобы образовать первую газовую камеру и вторую газовую камеру по сторонам высоковольтного электрода, а газовый проход высоковольтного электрода и газовый проход первого диэлектрического диска обеспечивают проход газов между первой и второй газовыми камерами.
В другом аспекте пример осуществления настоящего изобретения обеспечивает систему генераторов озона, включающую по меньшей мере один генератор озона, который включает корпус, содержащий первую половину, имеющую первый отсек, и вторую половину, имеющую второй отсек, при этом первая половина соединена со второй половиной, чтобы первый отсек и второй отсек обеспечивали формирование основной камеры в пределах корпуса; корпус далее включает вход и выход, проходящие в основную камеру, первый диэлектрический диск, установленный в пределах первого отсека в контакте с внутренней поверхностью первого отсека, второй диэлектрический диск, установленный в пределах второго отсека в контакте с внутренней поверхностью второй половины, при этом по меньшей мере первый диэлектрический диск имеет газовый проход, и высоковольтный электрод с газовым проходом, установленный в основной камере между первым и вторым диэлектрическими дисками; высоковольтный электрод расположен на расстоянии от первого и второго диэлектрических дисков с использованием первой разделительной прокладки и второй разделительной прокладки, чтобы образовать первую газовую камеру и вторую газовую камеру по сторонам высоковольтного электрода, а газовый проход высоковольтного электрода и газовый проход первого диэлектрического диска обеспечивают флюидальное сообщение газов между первой и второй газовыми камерами; первый кронштейн прикреплен ко входу по крайней мере одного генератора озона, второй кронштейн, прикреплен к выходу по крайней мере одного генератора озона. Система включает также по меньшей мере одну цепь управления, связанную по меньшей мере с одним (или с каждым) генератором озона, по меньшей мере один вентилятор, установленный перед наружной поверхностью каждого по меньшей мере одного генератора озона.
Дополнительные аспекты, преимущества, признаки и цели настоящего изобретения будут понятны из чертежей и подробного описания примеров реализации изобретения, представленных в комплексе с прилагаемой формулой изобретения.
Следует иметь в виду, что признаки настоящего изобретения могут объединяться в различных комбинациях, не выходя из объема настоящего изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Приведенная выше сущность изобретения, а также нижеследующее подробное описание примеров реализации лучше понятны при чтении вместе с прилагаемыми чертежами. В целях иллюстрации настоящего изобретения приводимые в качестве примеров конструкции представлены в чертежах. Однако настоящее изобретение не ограничивается конкретными представленными здесь способами и устройствами. Более того, специалисты в данной области техники поймут, что эти чертежи выполнены не в масштабе. Там, где это возможно, подобные элементы обозначены идентичными номерами.
Варианты осуществления настоящего изобретения будут описываться исключительно для примера со ссылками на нижеследующие чертежи.
На фиг. 1 показан вид в перспективе генератора озона в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 показан вид в разрезе генератора озона, представленного на фиг. 1, по линии А-А' в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 3 показан вид в перспективе системы генерирования озона в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Нижеследующее подробное описание включает примеры реализации настоящего изобретения и способы их осуществления. Хотя некоторые режимы осуществления настоящего изобретения здесь раскрыты, специалисты в данной области техники поймут, что возможны также и другие примеры осуществления или использования настоящего изобретения.
В одном аспекте пример осуществления настоящего изобретения обеспечивает генератор озона, включающий корпус, содержащий первую половину, имеющую первый отсек, и вторую половину, имеющую второй отсек, при этом первая половина соединена со второй половиной, чтобы первый отсек и второй отсек обеспечивали формирование основной камеры в пределах корпуса. Генератор озона включает также вход и выход в корпусе, проходящие в основную камеру, первый диэлектрический диск, установленный в пределах первого отсека в контакте с внутренней поверхностью первой половины, второй диэлектрический диск, установленный в пределах второго отсека в контакте с внутренней поверхностью второй половины, при этом по меньшей мере первый диэлектрический диск имеет газовый проход, и высоковольтный электрод с газовым проходом, установленный в основной камере между первым и вторым диэлектрическими дисками, при этом высоковольтный электрод расположен на расстоянии от первого и второго диэлектрических дисков с использованием первой разделительной прокладки и второй разделительной прокладки, чтобы образовать первую газовую камеру и вторую газовую камеру по сторонам высоковольтного электрода, а газовый проход высоковольтного электрода и газовый проход первого диэлектрического диска обеспечивают флюидальное сообщение между первой и второй газовыми камерами.
В другом аспекте пример осуществления настоящего изобретения обеспечивает систему генераторов озона, включающую по меньшей мере один генератор озона, который включает корпус, содержащий первую половину, имеющую первый отсек, и вторую половину, имеющую второй отсек, при этом первая половина соединена со второй половиной, чтобы первый отсек и второй отсек обеспечивали формирование основной камеры в пределах корпуса. Система генераторов озона далее содержит вход и выход в корпусе, проходящие в основную камеру, первый диэлектрический диск, установленный в пределах первого отсека в контакте с внутренней поверхностью первой половины, второй диэлектрический диск, установленный в пределах второго отсека в контакте с внутренней поверхностью второй половины, при этом по меньшей мере первый диэлектрический диск имеет газовый проход, и высоковольтный электрод с газовым проходом, установленный в основной камере между первым и вторым диэлектрическими дисками, при этом высоковольтный электрод расположен на расстоянии от первого и второго диэлектрических дисков с использованием первой разделительной прокладки и второй разделительной прокладки, чтобы образовать первую газовую камеру и вторую газовую камеру по сторонам высоковольтного электрода, а газовый проход высоковольтного электрода и газовый проход первого диэлектрического диска обеспечивают флюидальное сообщение между первой и второй газовыми камерами, первый кронштейн, прикрепленный ко входу по крайней мере одного генератора озона, второй кронштейн, прикрепленный к выходу каждого по крайней мере одного генератора озона, по меньшей мере одну цепь управления, связанную по меньшей мере с одним (или с каждым) генератором озона, по меньшей мере один вентилятор, установленный перед наружной поверхностью каждого по меньшей мере одного генератора озона.
Таким образом, настоящее изобретение предлагает генератор озона и систему генераторов озона. Генератор озона обеспечивает равномерный поток и распределение газа вокруг высоковольтного электрода, что ведет к равномерному давлению газа в газовых камерах по сторонам высоковольтного электрода. Далее, генератор озона и система генераторов озона обеспечивают эффективное охлаждение теплоты, генерируемой в процессе генерирования озона. Конкретно, установка диэлектрических дисков в пределах первой и второй половин корпуса, нанесение металлического покрытия на диэлектрические диски и наличие множества охлаждающих ребер охлаждения обеспечивают эффективное охлаждение. Далее, теплоту можно эффективно рассеивать воздушным охлаждением, повышая энергетическую эффективность генератора озона и системы генераторов озона. Как варианты, теплоту можно рассеивать такими технологиями, как пассивное охлаждение, водяное охлаждение и т.д.
В одном из примеров осуществления изобретения термин "генератор озона" относится к устройству, которое может использоваться для генерирования озона. Генератор озона генерирует озон, подвергая газовый поток воздействию коронного разряда (или электрического поля высокого напряжения). В одном из примеров осуществления изобретения газовый поток включает газ, содержащий кислород, например, воздух или двухатомный кислород. Коронный разряд может ионизировать молекулы кислорода в газовом потоке. Затем ионизированные молекулы в газовом потоке могут рекомбинировать для образования озона. Понятно, что генератор озона можно изготавливать из материала, который выдерживает генерирование озона.
Генератор озона включает корпус. Корпус может быть наружным кожухом генератора озона. Корпус включает первую половину, имеющую первый отсек, и вторую половину, имеющую второй отсек. В одном из примеров осуществления изобретения первая половина и вторая половины генератора озона являются первым электродом заземления и вторым электродом заземления соответственно. Первый и второй электроды заземления можно использовать для охлаждения генератора озона с помощью подходящей охлаждающей среды, такой как воздух.
В одном из примеров осуществления изобретения корпус может быть собран путем скрепления первой половины со второй половиной, используя винты во многих местах первой и второй половин. Понятно, что такие формы, размеры и сборка первой и второй половин обеспечивают отсутствие течей газового потока и/или озона из корпуса. В одном из примеров осуществления изобретения корпус может подвергаться воздушному охлаждению.
Согласно одному из примеров осуществления изобретения первая половина включает первый цилиндрический отсек. Первый цилиндрический отсек может быть полостью в первой половине, чтобы размещать в ней компоненты генератора озона. Аналогично, вторая половина включает второй цилиндрический отсек (или вторую цилиндрическую полость). В одном из примеров осуществления изобретения первый и второй отсеки выполнены с возможностью иметь одинаковую геометрическую форму, такую как цилиндрическая, кубическая, кубовидная, полусферическая, или в виде любой их комбинации. Далее, следует иметь в виду, что геометрическая форма первого и второго отсеков может иметь такую конфигурацию, чтобы обеспечивать размещение в них компонентов генератора озона.
Первая половина соединена со второй половиной таким образом, чтобы первый и второй отсеки обеспечивали формирование основной камеры в пределах корпуса. Используемый здесь термин "основная камера" относится к сопряженной компоновке первого и второго отсеков. Основная камера является полым пространством внутри корпуса, адаптированного для размещения в нем множества компонентов.
В одном из примеров осуществления изобретения первая и вторая половины могут иметь формы кубовидную или цилиндрическую, не ограничиваясь таковыми. Например, генератор озона может иметь плоскую кубовидную форму. Корпус может иметь плоскую кубовидную форму, в которой первая и вторая кубовидные половины имеют одинаковые размеры. В одном из примеров осуществления изобретения первая и вторая половины могут быть изготовлены из алюминия, нержавеющей стали или иного металла. Понятно, что материал первой и второй половин не должен реагировать с озоном, избегая таким образом загрязнения озона и повышая срок службы генератора озона.
В одном из примеров осуществления изобретения по меньшей мере часть наружной поверхности первой и второй половин снабжена множеством охлаждающих ребер. Охлаждающие ребра могут быть в виде гребней (или выступающих кромок) на наружной поверхности первой и/или второй половины. Понятно, что наличие множества охлаждающих ребер может повышать площадь поверхности первой и второй половин. Поэтому увеличенная площадь наружной поверхности может подвергаться воздействию воздуха (охлаждающей среды) для рассеяния теплоты, чтобы снизить время, необходимое для охлаждения генератора озона. Например, охлаждающие ребра имеют треугольное поперечное сечение. В другом примере охлаждающие ребра имеют полигональное поперечное сечение, такое как прямоугольное.
Генератор озона включает также первый диэлектрический диск, установленный в пределах первого отсека в контакте с внутренней поверхностью первой половины. Далее, первый диэлектрический диск имеет газовый проход. Газовый проход может быть отверстием (или каналом) в первом диэлектрическом диске, чтобы обеспечивать движение газа в пределах основной камеры. Газовый проход может располагаться по центру или эксцентрически. Понятно, что в первом диэлектрическом диске может быть более одного газового прохода. Контакт первого диэлектрического диска с поверхностью первой половины приводит к снижению энергии, необходимой для охлаждения генератора озона. Теплоту, генерируемую в основной камере в процессе генерирования озона, можно подавать через первый диэлектрический диск в первую половину (или электрод заземления) конвективным теплообменом. Затем воздушный поток вокруг наружной поверхности первой половины можно использовать в качестве охлаждающей среды для охлаждения генератора озона. Такой подход может быть более энергоэффективным по сравнению с традиционным водяным охлаждением. Аналогично, генератор озона включает второй диэлектрический диск, установленный в пределах второго отсека в контакте с внутренней поверхностью второй половины. Поэтому контакт второго диэлектрического диска с поверхностью второй половины приводит к снижению энергии, необходимой для охлаждения генератора озона. По меньшей мере первый диэлектрический диск имеет газовый проход.
В одном из примеров осуществления изобретения каждый первый и второй диэлектрические диски имеют газовые проходы, чтобы обеспечивать движение потока газа в пределах основной камеры (что будет объяснено более подробно далее в пределах настоящего документа). В одном из примеров осуществления изобретения первый и второй диэлектрические диски изготовлены из диэлектрического материала, такого как алюминат (АIO2), кварцевое стекло и т.п. Далее, первый и второй диэлектрические диски имеют одинаковые формы и размеры. Например, первый и второй диэлектрические диски могут быть круглыми и иметь одинаковый диаметр. В другом примере первый и второй диэлектрические диски могут быть полигональной формы и имеет одинаковые размеры. *
В одном из примеров осуществления изобретения на поверхности первого и второго диэлектрических дисков, находящиеся в контакте с первой и второй половиной, нанесен слой металла. Например, может быть нанесен слой золота (Аи) или серебра (Ag) на поверхности первого и второго диэлектрических дисков, которые могут быть в контакте с первой и второй половиной. Металлическое покрытие повышает эффективность охлаждения генератора озона, формируя металлический контакт первого и второго диэлектрических дисков с первой и второй половиной. Металлический контакт повышает проводимость теплоты от первого и второго диэлектрических дисков к первой и второй половине. Например, серебряное покрытие на поверхностях первого и второго диэлектрических дисков может повысить производительность генератора озона на 10% по сравнению с генератором озона без серебряного покрытия на поверхностях первого и второго диэлектрических дисков. В другом примере золотое покрытие на поверхностях первого и второго диэлектрических дисков может обеспечить более высокую эффективность охлаждения по сравнению с серебряным покрытием благодаря более высокой теплопроводности.
Генератор озона далее включает высоковольтный электрод с газовым проходом, установленный в основной камере между первым и вторым диэлектрическими дисками. Высоковольтный электрод может быть металлическим проводником, выдерживающим ток высокого напряжения для генерирования озона. Например, ток высокого напряжения (или переменный ток высокой частоты) может подаваться на высоковольтный электрод через высоковольтное соединение источника питания с генератором озона. Высоковольтный кабель может проходить через проход в стенке (окно или прорезь) внутрь корпуса и соединяться одним концом с высоковольтным электродом, а другим концом - с источником тока высокого напряжения.
Газовый проход высоковольтного электрода и газовый проход первого диэлектрического диска обеспечивают проход газов между первой и второй газовыми камерами. Газовые проходы высоковольтного электрода и первого диэлектрического диска обеспечивают движение газового потока и/или озона в пределах основной камеры. Например, газовые проходы высоковольтного электрода и первого диэлектрического диска располагаются в их центрах. В таком примере центральное отверстие высоковольтного электрода устанавливается коаксиально центральному отверстию первого диэлектрического диска, обеспечивая флюидальное сообщение между первой и второй газовыми камерами.
В одном из примеров осуществления изобретения высоковольтный электрод может быть изготовлен из нержавеющей стали или вольфрама. Далее, наружная кромка высоковольтного электрода может включать множество пазов. Множество пазов может располагаться симметрично или асимметрично на наружной кромке высоковольтного электрода.
Высоковольтный электрод расположен на расстоянии от первого и второго диэлектрических дисков с использованием первой разделительной прокладки и второй разделительной прокладки, чтобы образовать первую газовую камеру и вторую газовую камеру по обеим сторонам высоковольтного электрода. В одном из примеров осуществления изобретения первая разделительная прокладка и вторая разделительная прокладка выполнены с возможностью устанавливать два компонента отдельно на некотором расстоянии друг от друга. Первая разделительная прокладка может использоваться для расположения высоковольтного электрода на заданном расстоянии от первого диэлектрического диска. Аналогично, вторая разделительная прокладка может использоваться для расположения высоковольтного электрода на заданном расстоянии от второго диэлектрического диска.
В одном из примеров осуществления изобретения расстояние высоковольтного электрода от первого и второго диэлектрических дисков находится в диапазоне от 0,05 мм до 0,2 мм. Понятно, что вышеуказанный диапазон расстояний между высоковольтным электродом и первым и вторым диэлектрическими дисками может быть оптимальным, но не обязательным для работы генератора озона. Например, расстояние высоковольтного электрода от первого и второго диэлектрических дисков может быть 0,08 мм; В таком примере осуществления изобретения генерирование озона и производительность генератора озона могут быть оптимальными.
В одном из примеров осуществления изобретения разделительная прокладка имеет звездообразную форму (например, форму пятиконечной звезды). В альтернативных примерах осуществления изобретения разделительная прокладка может иметь иную форму (например, четырехконечную или шестиконечную), подходящую для пространственного разделения высоковольтного электрода от первого и второго диэлектрических дисков.
В одном из примеров осуществления изобретения первая и вторая газовые камеры могут быть пространствами между высоковольтным электродом и первым и вторым диэлектрическими дисками (разделенными с помощью разделительных прокладок). Первую газовую камеру можно определить как пространство между первым диэлектрическим диском и высоковольтным электродом. Аналогично, вторую газовую камеру можно определить как пространство между вторым диэлектрическим диском и высоковольтным электродом.
Понятно, что множество пазов на наружной кромке и газовый проход высоковольтного электрода обеспечивают прохождение газового потока в пределах первой и второй газовых камер основной камеры. Более того, прохождение газового потока может быть равномерным благодаря множеству пазов на наружной кромке на высоковольтном электроде. Поэтому давление в пределах первой и второй газовых камер может быть аналогичным (или равномерным).
В одном из примеров осуществления изобретения генератор озона может иметь модульную конфигурацию плоского типа, которую легко собирать. Генератор озона можно собирать в виде многослойной конфигурации, устанавливая высоковольтный электрод, первую и вторую разделительные прослойки и первый и второй диэлектрические диски.
В одном из примеров осуществления изобретения генератор озона далее включает изолирующее кольцо, установленное между внутренними поверхностями первой и второй половин, периферией высоковольтного электрода и первым и вторым диэлектрическими дисками. Изолирующее кольцо изготовлено из изоляционного материала, такого как тефлон, чтобы выдерживать электрический ток, возникающий в связи с коронным разрядом. В одном из примеров осуществления изобретения внутренний диаметр изолирующего кольца может соответствовать диаметрам высоковольтного электрода и первого и второго диэлектрических дисков, чтобы обеспечивать сборку генератора озона. Далее, между периферией высоковольтного электрода и первого и второго диэлектрических дисков и изолирующим кольцом может быть зазор, чтобы обеспечивать прохождение газового потока в основную камеру (в частности, в первую и вторую газовые камеры).
В одном из примеров осуществления изобретения генератор озона также включает по меньшей мере одно кольцевое уплотнение, установленное между изолирующим кольцом и внутренними поверхностями первой и второй половин. По меньшей мере одно кольцевое уплотнение может быть установлено для герметизации газовых камер и/или основной камеры, чтобы предотвращать течи газа и/или озона из генератора озона. Например, по меньшей мере одно кольцевое уплотнение может быть кольцом круглого сечения.
Корпус генератора озона включает вход и выход, которые продолжаются в основную камеру. В одном из примеров осуществления изобретения вход и выход могут располагаться в корпусе радиально или аксиально. Например, один из них может располагаться радиально, а другой - аксиально. Как альтернатива, вход и выход могут располагаться по центру или периферии корпуса. Например, вход и выход могут располагаться в корпусе радиально, а в центральной зоне корпуса - аксиально, соответственно, и продолжаться в основную камеру. В другом примере вход и выход могут располагаться аксиально в центральной зоне корпуса и радиально в корпусе, соответственно, и продолжаться в основную камеру. Вход может быть центральной точкой входа (входящего потока) газа в корпус, а выход может быть периферийной точкой выхода (выходящего потока) озона из корпуса. В одном из примеров осуществления изобретения генератор озона может включать более одного входа, чтобы обеспечивать равномерное прохождение газового потока между первой и второй газовыми камерами. В одном из примеров осуществления изобретения вход и выход могут быть изготовлены из того же материала, что и первая и вторая половины корпуса, например, из алюминия. В другом случае вход и выход могут быть изготовлены из другого подходящего материала, например, из стойкого к озону пластика.
При эксплуатации генератор озона может использоваться для генерирования озона, подвергая газовый поток воздействию коронного разряда. Ионизация газового потока для генерирования озона генерирует теплоту внутри генератора озона. Понятно, что охлаждение генератора озона является критичным для его надлежащего функционирования. В частности, корпус может подвергаться воздушному охлаждению. В одном из примеров осуществления изобретения вышеупомянутая компоновка высоковольтного электрода, первой и второй разделительных прослоек и первого и второго диэлектрических дисков обеспечивает решение проблемы охлаждения генератора озона. Первый и второй диэлектрические диски контактируют с внутренними поверхностями первой и второй половин и передают им генерируемую теплоту (конвективным теплообменом). Поэтому воздушный поток вокруг наружных поверхностей первой и второй половин можно использовать в качестве охлаждающей среды для охлаждения генератора озона. Вышеуказанное охлаждение может быть интенсифицировано нанесением слоя металла на поверхности первого и второго диэлектрических дисков, которые могут быть в контакте с первой и второй половиной. Далее, охлаждение может быть улучшено множеством охлаждающих ребер на наружной поверхности первой и/или второй половины.
В одном из примеров осуществления изобретения приложение тока высокого напряжения к высоковольтному электроду может вызвать процесс распыления. Металлические частицы (или ионы), выходящие из высоковольтного электрода, могут реагировать с кислородом в основной камере и затем осаждаться на первом и втором диэлектрических дисках. Поэтому первый и второй диэлектрические диски могут включать слой оксида железа на их поверхностях. Осаждение слоя оксида железа может повышать выход озона из генератора озона.
Другой аспект настоящего изобретения обеспечивает систему генераторов озона, включающую генератор озона (как объяснялось выше по тексту настоящего документа). Система генераторов озона может использоваться для генерирования большего количества озона по сравнению с генератором озона.
В одном из примеров осуществления изобретения по меньшей мере один генератор озона дополнительно подключается параллельно для формирования системы генераторов озона.
Система генераторов озона включает первый кронштейн, прикрепленный ко входу по крайней мере одного генератора озона. Первый кронштейн может быть вытянутой структурой, имеющей канал или выполненной с возможностью вмещать трубу. Канал/труба может крепиться ко входу по меньшей мере одного генератора озона, чтобы обеспечивать равномерный входящий поток газа в генератор озона. Далее, первый кронштейн может действовать как жесткая опора для параллельной установки и подключения генератора озона.
Система генераторов озона далее включает второй кронштейн, прикрепленный к выходу каждого по крайней мере одного генератора озона. Аналогично, второй кронштейн может быть вытянутой структурой, имеющей канал или выполненной с возможностью вмещать трубу. Труба может быть прикреплена к выходу каждого по меньшей мере одного генератор озона, чтобы обеспечивать равномерный выходящий поток озона из генератора озона. Далее, первый кронштейн может действовать как жесткая опора для параллельной установки и подключения генератора озона.
Система генераторов озона включает по меньшей мере одну цепь управления, связанную по меньшей мере с одним (или с каждым) генератором озона. По меньшей мере одна цепь управления может включать компоненты (электрические, механические и вычислительные устройства), чтобы управлять работой по меньшей мере одного генератора озона. Понятно, что компоненты цепей управления могут выдерживать ток высокого напряжения. В одном из примеров осуществления изобретения по меньшей мере одна цепь управления может быть установлена в монтажной плате.
Система генераторов озона далее включает по меньшей мере один вентилятор, установленный перед наружной поверхностью каждого по меньшей мере одного генератора озона. По меньшей мере один вентилятор может использоваться для охлаждения по меньшей мере одного генератора озона, направляя воздух по его наружным поверхностям. В одном из примеров осуществления изобретения по меньшей мере один вентилятор может быть установлен перед наружными поверхностями генератора озона, включающими множество охлаждающих ребер.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг. 1 показан вид в перспективе генератора озона 100 в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Генератор озона 100 включает корпус 102, имеющий первую половину 104 и вторую половину 106. Генератор озона 100 включает также вход (не показан) и выход 110. Далее, генератор озона 100 может включать такие компоненты как диэлектрические диски (не показаны), высоковольтный электрод (не показан) и разделительные прокладки (не показаны), размещенные в корпусе 102. Генератор озона 100 включает множество охлаждающих ребер 120, выступающих по меньшей мере из части наружной поверхности первой и второй половины 104, 106. Множество охлаждающих ребер 120 выступают из боковых стенок 130, 132 первой половины 104 и второй половины 106, соответственно.
На фиг. 2 показан вид в разрезе генератора озона 100, представленного на фиг. 1, по оси А-А', в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Как показано, первая половина 104 расположена на второй половине 106, поэтому первый отсек 204 и второй отсек 206 вместе образуют основную камеру 208 в пределах корпуса 102. Генератор озона 100 включает множество охлаждающих ребер 120 (показанных также на фиг. 1), выступающих по меньшей мере из части наружных поверхностей первой и второй половины 104, 106. Далее, выход 110 показан расположенным радиально в корпусе 102, вход 202 расположен радиально в корпус и аксиально в основную камеру в центральной зоне первой половины 104 корпуса 102. Первый диэлектрический диск 210 установлен в первом отсеке 204 в контакте с внутренней поверхностью 240 первой половины 104. Второй диэлектрический диск установлен в пределах второго отсека в контакте с внутренней поверхностью второй половины. Далее, высоковольтный электрод 218 установлен между первым диэлектрическим диском 210 и вторым диэлектрическим диском 214; в частности, высоковольтный электрод 218 расположен на расстоянии от первого диэлектрического диска 210 и второго диэлектрического диска 214, соответственно, с использованием первой разделительной прокладки 230 и второй разделительной прокладки 232. Это образует первую газовую камеру 250 и вторую газовую камеру 252 по сторонам высоковольтного электрода 218.
Газовый проход 220 высоковольтного электрода 218 установлен коаксиально относительно газового прохода 212 первого диэлектрического диска 210 для обеспечения прохода газов между первой и второй газовыми камерами 250, 252. Как показано, наружная кромка высоковольтного электрода 218 включает множество пазов 222 для обеспечения равномерного прохождения газового потока между первой и второй газовыми камерами 250, 252. На первый и второй диэлектрические диски 210, 214 нанесены металлические слои 260, 262 и обеспечен контакт указанных дисков с внутренними поверхностями 240, 242, соответственно, первой и второй половин 104, 106. Генератор озона 100 включает изолирующее кольцо 270, установленное между внутренними поверхностями 240, 242 первой и второй половин 104, 106 и периферией высоковольтного электрода 218 и первым и вторым диэлектрическими дисками 210, 214. Генератор озона 100 также включает кольцевые уплотнения 272, установленные между изолирующим кольцом 270 и внутренними поверхностями 240, 242 первой и второй половин 104, 106.
На фиг. 3 показан вид в перспективе системы генерирования озона 300 в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения. Система генераторов озона 300 включает ряд генераторов озона (таких как генератор озона 100, показанный на фиг. 1). Как показано, система генераторов озона 300 включает три генератора озона 302, 304 и 306. Система генераторов озона 300 включает первый кронштейн 310, установленный ко входам (не показаны) каждого генератора озона 302, 304, 306. Система генераторов озона 300 далее включает второй кронштейн 312, установленный к выходам (не показаны) каждого генератора озона 302, 304, 306. Система генераторов озона 300 также включает по меньшей мере одну цепь управления, такую как цепи управления 320, 322, 324, связанные с каждым генератором озона 302, 304, 306, соответственно. Каждая из цепей управления 320, 322, 324 включает установленные на них электронные компоненты, такие как 330. Система генераторов озона далее включает по меньшей мере один вентилятор, такой как вентиляторы 340, 342 и 344, установленный перед наружной поверхностью каждого по меньшей мере одного генератора озона 302, 304, 306. Вентиляторы 340, 342 и 344 направлены в сторону охлаждающих ребер 350, 352, 354 генераторов озона 302, 304, 306, соответственно.
Модификации примеров осуществления настоящего изобретения, описанных выше, возможны в пределах объема настоящего изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения. Такие выражения, как "включает", "содержит", "имеет", "является", используемые для описания и предъявления претензий на настоящее изобретение, не предназначены для интерпретации исключительным способом, а именно допуская, что могут также существовать предметы, компоненты или элементы, не описанные однозначно.
1. Генератор озона, включающий
- корпус (102), содержащий
- первую половину (104), имеющую первый отсек (204), и
- вторую половину (106), имеющую второй отсек (206), при этом первая половина соединена со второй половиной с обеспечением формирования первым отсеком и вторым отсеком основной камеры (208) в пределах корпуса,
- выполненные в корпусе вход (202) и выход (110), продолженные в основную камеру, характеризующийся тем, что
- в пределах первого отсека (204) установлен первый диэлектрический диск (210) в контакте с внутренней поверхностью (240) первой половины (104),
- в пределах второго отсека (206) установлен второй диэлектрический диск (214) в контакте с внутренней поверхностью (242) второй половины (106), при этом по меньшей мере первый диэлектрический диск выполнен с газовым проходом (212), и
- высоковольтный электрод (218), выполненный с газовым проходом (220) и установленный в основной камере (208) между первым и вторым диэлектрическими дисками, причем высоковольтный электрод размещен на расстоянии от первого и второго диэлектрических дисков с использованием первой разделительной прокладки (230) и второй разделительной прокладки (232) с образованием первой газовой камеры (250) и второй газовой камеры (252) на каждой стороне высоковольтного электрода, при этом
газовый проход высоковольтного электрода и газовый проход первого диэлектрического диска выполнены с обеспечением сообщения между первой и второй газовыми камерами.
2. Генератор озона по п. 1, в котором корпус (102) выполнен с возможностью воздушного охлаждения.
3. Генератор озона по любому из пп. 1 или 2, в котором по меньшей мере часть наружной поверхности первой и второй половин (104, 106) снабжена множеством охлаждающих ребер (120).
4. Генератор озона по п. 1, включающий изолирующее кольцо (270), установленное между внутренними поверхностями первой и второй половин (104, 106) и периферией высоковольтного электрода (218) и первым и вторым диэлектрическими дисками (210, 214).
5. Генератор озона по п. 4, включающий по меньшей мере одно кольцевое уплотнение (272), установленное между изолирующим кольцом (270) и внутренними поверхностями первой и второй половин (104, 106) корпуса.
6. Генератор озона по любому из пп. 1-5, в котором наружная кромка высоковольтного электрода (218) включает множество пазов (222).
7. Генератор озона по любому из пп. 1-6, в котором первая и вторая половины (104, 106) выполнены из алюминия.
8. Генератор озона по любому из пп. 1-7, в котором первый и второй диэлектрические диски (210, 214) выполнены из алюмината или кварцевого стекла.
9. Генератор озона по любому из пп. 1-8, в котором на поверхности первого и второго диэлектрических дисков (210, 214), находящихся в контакте с первой и второй половинами (104, 106), нанесен слой металла.
10. Генератор озона по любому из пп. 1-9, в котором расстояние от первого и второго диэлектрических дисков до высоковольтного электрода (218) находится в диапазоне от 0,05 до 0,2 мм.
11. Генератор озона по любому из пп. 1-10, в котором первый отсек (204) и второй отсек (206) имеют геометрическую форму, выбранную из цилиндрической, кубической, кубовидной, полусферической или в виде любой их комбинации.
12. Генератор озона по любому из пп. 1-11, в котором вход (202) и выход (110) расположены в корпусе (102) радиально или аксиально.
13. Генератор озона по п. 12, в котором вход (202) и выход (110) расположены по центру или по периферии корпуса (102).
14. Генератор озона по п. 12, в котором вход (202) расположен аксиально в центральной зоне корпуса (102), а выход (110) расположен радиально в корпусе (102).
15. Система генераторов озона, включающая
- по меньшей мере один генератор озона (302, 304, 306), включающий
- корпус (102), содержащий
- первую половину (104), имеющую первый отсек (204), и
- вторую половину (106), имеющую второй отсек (206), при этом первая половина соединена со второй половиной, с обеспечением формирования первым отсеком и вторым отсеком основной камеры (208) в пределах корпуса,
- выполненные в корпусе вход (202) и выход (110), продолжающиеся в основную камеру, характеризующаяся тем, что
- в пределах первого отсека (204) в контакте с внутренней поверхностью (240) первой половины (104) установлен первый диэлектрический диск (210),
- в пределах второго отсека (206) в контакте с внутренней поверхностью (242) второй половины (106) установлен второй диэлектрический диск (214), при этом по меньшей мере первый диэлектрический диск выполнен с газовым проходом (212), и
- высоковольтный электрод (218), выполненный с газовым проходом (220), установлен в основной камере (208) между первым и вторым диэлектрическими дисками, причем высоковольтный электрод размещен на расстоянии от первого и второго диэлектрических дисков с использованием первой разделительной прокладки (230) и второй разделительной прокладки (232), с образованием первой газовой камеры (250) и второй газовой камеры (252) на каждой стороне высоковольтного электрода, при этом газовый проход высоковольтного электрода и газовый проход первого диэлектрического диска выполнены с обеспечением сообщения между первой и второй газовыми камерами,
- первый кронштейн (310) установлен на входе (202) по меньшей мере одного генератора озона (302, 304, 306),
- второй кронштейн (312) установлен на выходе (110) каждого из по меньшей мере одного генератора озона,
- по меньшей мере одна цепь управления (320, 322, 324), связанная с каждым по меньшей мере одним генератором озона, и
- по меньшей мере один вентилятор (340, 342, 344), установленный перед наружной поверхностью каждого по меньшей мере одного генератора озона.
16. Система генераторов озона по п. 15, в которой наружная поверхность каждого по меньшей мере одного генератора озона (302, 304, 306) включает множество охлаждающих ребер (350, 352, 354).
