ГЕНЕРАТОР ОЗОНА Российский патент 1997 года по МПК C01B13/11 

Изобретение относится к устройствам, основанным на использовании электрических разрядов для получения озона, и предназначено для применения в качестве генератора озона в системах очистки жидкостей и газов.

Известны генераторы озона, содержащие корпус, заполненный хладагентом, внешний и внутренний коаксиальные электроды, установленные в корпусе с зазором относительно друга друга, и холодильник [1]
Недостатками известных устройств являются сложная технология изготовления электродов, обусловленная высокими требованиями к их поверхности, физическими и химическим свойствам материала электродов, применение дорогих хладагентов для охлаждения электродов, малая производительность при больших габаритах устройства.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является генератор озона [2] содержащий корпус, заполненный хладагентом, внешний и внутренний коаксиальные электроды, установленные в корпусе с зазором относительно друга друга, холодильник и теплообменник с диэлектрической вставкой, соединенной с внутренним электродом, выполненным в виде герметичного металлического цилиндра, покрытого диэлектрическим материалом и заполненного хладагентом. Данное решение было выбрано в качестве прототипа.

Достоинства прототипа:
конструкция его позволяет разместить в одном корпусе большое количество пар электродов;
благодаря эффективному охлаждению обеспечивается возможность увеличения производительности без заметного увеличения габаритов;
несколько уменьшена длина рабочей зоны, что позволяет снизить требования к поверхности электродов на остальной длине, в нем имеется и ряд недостатков, основными из которых являются сложность и высокая стоимость устройства.

Сложность устройства прототипа обусловлена введением в него теплообменника фигурной формы и усложнением конструкции внутреннего электрода, что совместно с использованием двух видов хладагентов (вода и легкокипящая жидкость) значительно удорожает устройство в целом.

Задача изобретения упрощение конструкции устройства и снижение затрат на его изготовление и эксплуатацию.

Для этого в генераторе озона, содержащем корпус, заполненный хладагентом, внешний и внутренний коаксиальные электроды, размещенные в корпусе с зазором относительно друга друга, холодильник и теплообменник с диэлектрической вставкой, предлагается в качестве хладагента использовать воду, которая выполняет функции холодильника, теплообменника и внешнего низковольтного электрода; диэлектрическую вставку выполнить в виде трубки постоянного диаметра, размещенной в корпусе коаксиально внутреннему электроду с зазором относительно него, причем вода, непосредственно контактирующая с наружной поверхностью вставки, постоянно прокачивается вокруг нее, равномерно охлаждая поверхность диэлектрика в рабочей зоне; а внутренний электрод выполнить в виде цилиндра из нержавеющей стали со сквозным отверстием, позволяющим пропускать внутри электрода для его охлаждения воздух или воду, при этом направления движения воды во внешнем электроде и воздуха (воды) во внутреннем электроде -противоположны.

Техническая сущность устройства поясняется чертежом, на котором показан продольный разрез варианта конкретной реализации заявляемого генератора озона.

Генератор озона (чертеж) состоит из корпуса 1, в котором размещены внутренний электрод 2 и диэлектрическая вставка 3, вокруг которой в полости А корпуса 1 находится прокачиваемая вода 4, втулки 5, соединенные резьбой с корпусом 1 и диэлектрическими крышками 6 со сменными заглушками 7 и штуцерами 8 10 для отвода и подвода воздуха, воды и озона, а также озоностойкие уплотнения 11 и 12.

Генератор озона работает следующим образом.

Во внутреннюю полость электрода 2 через штуцер 10 подается воздух, который, охлаждая электрод 2, нагревается и осушивается, выходи в зону образования озона зазор между внутренним электродом 2 и диэлектрической вставкой 3. Вокруг вставки 3 в полости А корпуса 1 постоянно циркулирует вода 4, подаваемая через нижний штуцер 8 и отводимая в сеть через верхний штуцер 9. Расположение штуцера 8 перпендикулярно оси корпуса 1 заставляет воду 4 двигаться по спиральной траектории вверх вокруг вставки 3, равномерно охлаждая ее. Напряжение на электрод 2 подается через его концевые части меньшего диаметра, чем основной электрод 2 и контактные кольца на крышках 6. Вода 4 замыкает контакты штуцеров 8 и 9, обеспечивая заземление разряда, а диэлектрическая вставка 3 равномерно распределяет коронный разряд по всей длине рабочей зоны между электродами 2 и 4. Полученный озон отводится из рабочей зоны через штуцер 10.

Отверстия для подачи воздуха и отвода озона выполнены симметрично в верхней и нижней крышках 6 генератора озона. При подготовке генератора к работе два из них закрываются заглушками 7,а к двум другим подсоединяют штуцера 10. Таким образом можно обеспечить изменение направления потока воздуха внутри генератора, что позволяет при необходимости увеличивать или уменьшать его производительность на 10 15%
Кроме того, возможен вариант, когда все четыре отверстия открыты, тогда внутри электрода 2 можно прокачивать для охлаждения воду и через нее же подавать на него напряжение.

Наличие втулок 5, соединяемых по резьбе с корпусом 1, и уплотнений 11 и 12 зоны отвода озона позволяет объединить необходимое количество генераторов озона в едином корпусе с общим внешним электродом водой.

Предлагаемое решение позволяет не только значительно упростить конструкцию и технологию изготовления генератора озона и существенно снизить затраты на его создание и эксплуатацию, но обеспечить также возможность гибкой регулировки производительности генератора, образования малогабаритного озонаторного комплекса высокой производительности.

Использование: в электрических разрядах для получения озона. Сущность изобретения: генератор озона содержит корпус, в котором размещены коаксиально установленные внутренний электрод и диэлектрическая вставка, причем функцию внешнего электрода и холодильника для охлаждения вставки выполняет вода, перемещаемая в полости корпуса, корпус закрыт с двух сторон через втулки диэлектрическими крышками с подающими и отводящими отверстиями, снабженными заглушками и штуцерами, причем зона выхода озона уплотнена герметическими озоностойкими уплотнениями. 1 ил.

Генератор озона, содержащий корпус, внешний и внутренний электроды, размещенные в корпусе коаксиально с зазором друг относительно друга, и диэлектрическую вставку, отличающийся тем, что внешний электрод выполнен в виде диэлектрической вставки, установленной с зазором относительно внутреннего электрода, наружная сторона которой образует с корпусом полость для прохода воды, причем внутренний электрод выполнен в виде металлического цилиндра со сквозным отверстием для пропуска воды или воздуха, а корпус выполнен разъемным по концам рабочей зоны и снабжен штуцерами для подвода и отвода воды и диэлектрическими крышками с отверстиями для подачи и отвода воды или воздуха.