СПОСОБ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ОЗОНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК C01B13/11 

Группа изобретений относится к способам и устройствам физической генерации озона из кислородсодержащего газа, а именно к электроразрядным генераторам озона, и может быть использована для бактерицидной обработки техники, воздуха бытовых и производственных помещений, в сельском хозяйстве для предпосевной обработки семян, для бактерицидной обработки при долгосрочном хранении различной сельхозпродукции, в том числе зерна, семян, овощей, фруктов и т.д., воды в коммунальном хозяйстве, например, в установках по подготовке питьевой воды и воды плавательных бассейнов и т.п.

Известны способы получения озона, основанные на разложении кислородсодержащего газа в разрядных системах с диэлектрическим барьером, описанные, например, в SU 941276 А1 (С 01 В 13/11, 07.07.1982), SU 1774585 А1 (С 01 В 13/11, 15.05.1994), SU 17753535 А1 (С 01 В 13/11, 15.11.1992). В соответствии с ними кислородсодержащий газ очищают, осушают, охлаждают и пропускают через разрядную зону, в которой при подаче высокого импульсного напряжения инициируется высоковольтный импульсный разряд.

Широко известны генераторы озона с диэлектрическим барьером (см. там же). Основными узлами этих устройств являются генератор высоковольтных импульсов и подключенная к нему рабочая камера с электродами, один из которых покрыт слоем диэлектрика.

К их общим недостаткам следует отнести:
- наличие барьера - наиболее часто повреждающегося в эксплуатации элемента озонирующих установок при переходе барьерного разряда в искровой разряд, причем этот переход губителен для генератора озона, т.к. искра необратимо нарушает целостность барьера;
- зависимость электрических характеристик барьеров от увлажнения и загрязнения, их изменение в процессе эксплуатации, сильное влияние на газоразрядные процессы и производительность по озону; а следовательно, необходимость в обязательном порядке очищения рабочего газа в разрядном промежутке от пыли и влаги;
- малую площадь разряда и производительность вследствие малой плотности разрядного тока;
- необходимость охлаждения, т. к. в узких разрядных промежутках есть сильная зависимость от температуры (при повышении температуры озон разлагается или его выработка уменьшается);
- вероятность утечки хладагента в окружающую среду;
- необходимость высокоточного изготовления электродов (их взаимного расположения и нанесения барьерной изоляции), особые требования к их поверхности снижают технологичность изготовления и повышают затраты на него;
- необходимость продувки воздуха через узкий зазор между электродами повышает затраты энергии на обслуживание и снижает эффективность;
- громоздкость.

Наиболее близким к изобретению из известных способов генерации озона является способ, описанный в авторском свидетельстве СССР 941276. Он состоит в очистке, влагоотделении, охлаждении атмосферного воздуха и пропускании его через разрядную зону, в которой при подаче высокого импульсного напряжения инициируется высоковольтный импульсный разряд между электродами. Воздействие производят высоковольтным импульсным разрядом с амплитудой напряжения 10-600 кВ, длительностью импульса (1,2-200)•10^-6 с, скоростью нарастания напряжения 10-10⁵ кВ/мкс и скважностью между импульсами 0,9-10^-3-1,12 с. В описании прототипа упомянута также неоднородность поля как недостаток технического решения из источника информации, принятого во внимание при экспертизе, из чего можно сделать вывод, что в решении по а.с. СССР 941276 поле однородно.

К недостаткам прототипа следует отнести прежде всего то, что при указанных в описании решения параметрах импульсов высоковольтного разряда не обязательна не только эффективная, но и сколь-нибудь существенная генерация озона, поскольку эти параметры характерны как для коронного разряда с низкой (начальной) напряженностью у поверхности коронирующего электрода, так и для искровых разрядов. Искровые разряды для получения озона неэффективны, в них некоторое количество озона (весьма малое) может быть генерировано лишь на стадии формирования искрового разряда, когда прорастают стримеры, лидеры, у головок которых электрическое поле резко неоднородно, до высокопроводящей канальной стадии. Однако импульсный разряд именно в неоднородном поле авторы прототипа считают неэффективным для генерирования озона.

Рассматриваемый способ не позволяет также получить приемлемую производительность вследствие больших длительностей импульсов, а именно короткие длительности (1 микросекунда и менее) наиболее эффективны для получения озона.

Выполнение подобного способа сопряжено также со значительными трудностями, связанными с тем, что он для достижения концентраций 10-20 г/м³ озона требует обязательной предварительной подготовки воздуха, включающей очистку, влагоотделение и охлаждение. При этом часть затрачиваемой энергии уходит на вспомогательные операции, что повышает стоимость производимого озона.

Наиболее близким из известных генераторов озона является устройство, описанное в статье Амирова Р.Х. и др. "Синтез озона, инициируемый наносекундной короной в воздухе" (см. "Химия высоких энергий", т.26, 1, 1992, с. 76).

Устройство содержит генератор высоковольтных импульсов и подключенную к нему рабочую камеру с электродной системой в виде соосных внешнего низковольтного трубчатого электрода (стальной трубы диаметром 20 см, длиной 105 см) и внутреннего высоковольтного электрода в виде проводящего стержня (проволоки с диаметром 0,25-1,55 мм.)
Описанное устройство позволяет увеличить удельную производительность по озону по сравнению с аналогами за счет повышения активной мощности разряда. Последняя возможность обеспечивается исключением барьера и опасности его пробоя. Однако дальнейшее увеличение производительности устройства наталкивается на техническое противоречие, а именно: с одной стороны, необходимо увеличить поверхность коронирующего электрода, с другой, - сохранить резкую неоднородность поля, а значит и резкое неравенство радиусов электродов. К тому же, уменьшение характерного поперечного размера коронирующего электрода ограничено его механической прочностью.

В основу группы изобретений поставлена задача создания способа и устройства, позволяющих увеличить эффективность получения озона путем инициирования объемного перенапряженного импульсного коронного разряда в разрядном безбарьерном промежутке.

Поставленная задача решается тем, что в способе генерирования озона, включающем воздействие высоковольтного импульсного разряда на кислородсодержащий газ, в соответствии с изобретением воздействие производят объемным импульсным коронным разрядом со следующими характеристиками:
амплитуда тока i_m 0,01А≤i_m≤i_s, где i_s - наибольшая амплитуда тока импульсного коронного разряда,
амплитуда напряжения U_m 5x10³В≤U_m<U_s,
длительность импульсов t_и t_и<3x10^-4 с, причем форма и длительность импульсов напряжения и тока в разрядном промежутке могут отличаться,
скорость нарастания напряжения dU/dt 10⁸В/С≤dU/dt,
частота следования импульсов f_сл 0,01 с^-1≤f_сл≤0,3/t_и.

Воздействие можно осуществлять на кислородсодержащий газ, находящийся под давлением выше атмосферного.

Объекты, подлежащие обработке озоном, можно помещать внутрь рабочей камеры.

Поставленная задача решается также тем, что в устройстве для генерации озона, содержащем генератор высоковольтных импульсов и подключенную к нему рабочую камеру с электродной системой в виде соосных внешнего низковольтного трубчатого электрода и внутреннего высоковольтного электрода в виде проводящего стержня, согласно изобретению на стержне внутреннего электрода в плоскостях, перпендикулярных его продольной оси, дополнительно установлены проводящие пластины, при этом расстояние L от кромки каждой пластины до внутренней поверхности трубчатого электрода удовлетворяет соотношению
U_s/Е_а<L<3U_s/Е_а,
расстояние d между соседними пластинами - соотношению
d_min<d<2хL,
характерный поперечный размер пластины D - соотношению
1 мм<2xD_с<D=(D_Т-2xL),
характерный радиус r закругления кромки пластин - соотношениям
r<<L и r≤δ/2,
где D_с - характерный поперечный размер стержня, D_Т - характерный поперечный размер внешнего электрода, d_min - расстояние экранировки, U_s - амплитуда напряжения необратимого перехода к искровому разряду в разрядном промежутке с импульсным коронным разрядом, Е_а - усредненная напряженность электрического поля в разрядном промежутке при амплитуде напряжения U_s, δ - толщина пластины.

Целесообразно дополнительно ввести высоковольтный коммутатор, расположенный между генератором высоковольтных импульсов и рабочей камерой.

Пластины могут быть выполнены в виде дисков.

Каждая из пластин может содержать два внешних и один внутренний диск, расположенный между ними, при этом диаметр внутреннего диска больше диаметра внешних.

В электродную систему устройства может быть дополнительно введена по крайней мере одна пара соосных электродов.

В основе способа генерации озона лежит новый вид коронного разряда - объемный перенапряженный импульсный коронный разряд. Его характерным признаком является развитие свечения во всем объеме рабочей камеры между высоковольтным (коронирующим) и низковольтным (внешним) электродом, а не только вблизи коронирующего электрода. При этом сам объем свечения значительно увеличен за счет параметров импульсов, и обработка газа идет внутри "чехла" короны, занимающего весь разрядный промежуток. Разряд может содержать множество (незавершенных) стримерных каналов (до четверти длины разрядного промежутка). Подобный разряд возникает в результате совместного действия ряда факторов.

Указанные выше параметры инициирующих импульсов выбраны из следующих соображений.

Амплитуда импульсов тока коронного разряда - это центральный параметр для производства озона. Оно (производство) растет тем больше, чем больше ток. При этом амплитуда тока ограничена сверху необратимьм переходом к искровому и дуговому разрядам, т.к. после образования необратимой искры, а затем дуги вся энергия импульса сосредоточивается в искровых и дуговом каналах, и производство озона практически прекращается. Следует отметить возможность обратимых искровых разрядов при осуществлении перенапряженного импульсного коронного разряда с частотой следования импульсов f_сл. Обратимые искровые разряды указывают на близость амплитуды тока i_m в перенапряженной короне к предельному значению i_m=i_s.

Таким образом, указанных в прототипе признаков недостаточно для эффективной наработки озона. Считается, что (см. Райзер Ю.П. "Физика газового разряда", М. , "Наука", 1987, с.511-512) при амплитудах тока более 0,01 А наступает необратимый переход к искровому и дуговому разрядам, однако в изобретении этот предел отодвинут в области, ранее недостижимые (пиковый ток в коронном разряде, согласно изобретению, может существенно превышать 0,01 А), прежде всего за счет использования импульсного режима. При этом подобные токи не только принципиально возможны, но и наиболее эффективны при прочих равных условиях. Ниже указанных амплитуд эффективность наработки озона резко падает (экспериментальные данные). В случае большой длины электродной системы по ее продольной оси (больше 1 м) роль амплитуды тока i_m может играть амплитуда тока, приходящаяся на 1 погонный метр вдоль этой оси, т.е. амплитуда тока на единицу длины.

Амплитуда напряжения U_m выбрана 5х10³ В≤U_m<U_s.

С возрастанием амплитуды напряжения падающего импульса возрастают объем коронного разряда, расстояние L между кромкой коронирующего электрода и поверхностью (внутренней) низковольтного электрода, поглощенная в коронном разряде энергия, а следовательно, и увеличивается выход (количество) генерируемого озона. Верхний предел амплитуды напряжения ограничен только существующими на данный момент техническими возможностями, но не доходит до напряжения U_s, при котором происходит необратимый переход к искровому и дуговому разрядам. Нижняя граница амплитуды напряжения соответствует крайне малым разрядньм промежуткам (L≈1 мм), при которых становится трудно получить резко неоднородное поле и коронный разряд.

Нижний предел длительности импульсов (в настоящее время ≈10^-9÷10^-10 c≤t_и) обусловлен ныне существующими возможностями коммутирующих приборов и может измениться с их изменением, а верхний - снижением эффективности наработки озона.

Выбранные длительности импульсов и скорость нарастания позволяют коронному разряду развиться на всю длину разрядного промежутка, но не приводят к необратимому искрообразованию и дугообразованию, а также не позволяют уменьшить амплитуду тока в коронном разряде и, следовательно, не позволяют уменьшить эффективность наработки озона. Из литературы известно (Амиров Р.Х., Асиновский Э. И. , Самойлов И.С., Шепелин А.В. "Синтез озона, инициируемый наносекундной короной в воздухе", "Химия высоких энергий", т.26, 1, 1992, с. 76), что уменьшение длительности импульса напряжения и увеличение крутизны фронта повышает скорость диссоциации, а следовательно, и концентрацию озона, поэтому, формируя длительность импульсов, препятствуют перерастанию коронного разряда в плазменную канальную (контрагированную) искровую стадию. Верхний предел скорости нарастания ограничен существующим уровнем техники и составляет в настоящее время ≈10¹⁵ В/с, а нижний предел - существенным снижением эффективности получения озона.

При коротких фронтах импульсов следует учитывать волновые процессы. В этом случае рабочая камера является нагрузкой с распределенными параметрами.

Осуществлено расширение диапазона частот следования импульсов по сравнению с прототипом. Со стороны высоких частот следования диапазон ограничен переходом коронного разряда в искровой и дуговой, а со стороны нижних - существенным снижением получения озона.

Воздействие на кислородсодержащий газ, находящийся под давлением выше атмосферного, позволяет дополнительно повышать рабочее напряжение. Увеличивающуюся при этом вероятность перехода в искровой разряд компенсируют за счет краткости импульсов.

Вследствие возможной большой величины разрядного промежутка, зависящей только от соотношения U_s/Е_а, появляется возможность объекты, подлежащие обработке озоном, помещать внутрь рабочей камеры и не только полнее использовать сам получаемый озон, но и включить в процесс обработки весь комплекс факторов: поле, излучение, плазму коронного разряда и продукты, наработанные в этой плазме, в том числе озон.

Наличие дополнительных проводящих пластин на внутреннем высоковольтном электроде, способ их установки и соотношение характерных размеров позволяют увеличить эффективную длину коронирующего электрода, не увеличивая, с одной стороны, его длины вдоль продольной оси электродной системы (габариты устройства) и, с другой стороны, - радиуса закруглений кромок коронирующего электрода (а значит, не уменьшая тем самым неоднородности поля.)
Длина разрядного промежутка (расстояние L от кромки каждой пластины до внутренней поверхности наружного трубчатого электрода) удовлетворяет соотношению
U_s/Е_а<L<3U_s/Е_а
т. е. зависит только от соотношения амплитуды U_s импульсного напряжения, при которой происходит необратимый переход к искровому и дуговому разряду, и усредненной напряженности электрического поля Е_а в разрядном промежутке, а значит может быть значительно увеличена по сравнению с прототипом. Пределы обусловлены: нижний - необходимостью поддержания устойчивости коронного разряда, недопущения перехода в необратимую искру и далее в дугу, верхний - малой эффективностью наработки озона.

Условие на расстояния d между соседними пластинами-дисками вводится из соображений:
верхний предел этих расстояний d=d_max<2хL обусловлен снижением эффективности наработки озона из-за уменьшения суммарной длины острой кромки коронирующего электрода и уменьшением ресурса работы этого электрода, нижний предел d=d_min обусловлен экранировкой соседними пластинами друг друга, т.е. снижением степени локальной неоднородности поля и, следовательно, уменьшением эффективности наработки озона. d_min тем меньше, чем короче длительность фронта импульсов.

Соотношение характерных поперечных размеров 1 мм≤2хD_с<D=(D_Т-2хL) обусловлено необходимостью создания оптимальных условий для импульсного перенапряженного коронного разряда.

Соотношения для характерного радиуса закругления r: r<<L и r≤δ/2 обеспечивают резко неоднородное электрическое поле и эффективный коронный разряд в разрядном промежутке.

Выполнение пластин в виде дисков дает возможность за счет одинаковой кривизны исключить сосредоточение коронного разряда в местах наибольшей неоднородности поля, а значит создать оптимальные условия для равномерного распределения разряда в сечении рабочей камеры.

Конструктивное выполнение каждого диска позволяет преодолеть техническое противоречие, состоящее в необходимости уменьшать толщину коронирующего электрода, (которая обеспечивает резкую неоднородность поля) и в то же время сохранить его механическую прочность. Наличие двух внешних дисков обеспечивает требуемую жесткость, а расположение и величина внутреннего - возможность изготовления его с минимальной толщиной кромки. Последняя выполняет роль острия между дисками благодаря несколько большему диаметру.

Введение высоковольтного коммутатора между высоковольтным генератором и электродной системой позволяет обеспечить обострение фронта импульсов и за счет этого в начальной стадии коронного разряда увеличить число эффективных электронов и максимальную амплитуду тока, повысить скорость диссоциации, а следовательно, и концентрацию озона. При этом искровые разрядники к настоящему моменту имеют наименьшие времена коммутации и потому предпочтительны в качестве коммутаторов, обостряющих фронт импульсов. Без них корона в рабочей камере проще переходит в дугу. Благодаря малым временам коммутации они позволяют эффективнее избегать объемного заряда. Таким образом, наличие искрового разрядника оптимизирует коронный разряд и позволяет получать короткие фронты импульсов и оптимальную их длительность. И с дополнительным обостряющим коммутатором, и без него в импульсном перенапряженном коронном разряде возможны импульсные периодически повторяющиеся токи на протяжении каждого импульсного коронного разряда по типу импульсов тока, обнаруженных Тричелем и Кипом (1938 г.) [Райзер Ю.П. "Физика газового разряда", М., "Наука", 1987, с.511-512], но с существенно большей амплитудой.

При наличии разрядника плотность упаковки пластин, а значит и их общий периметр (общая длина коронирующей кромки коронирующего внутреннего электрода) могут быть больше, что, в свою очередь, позволяет получить больше озона. Без разрядника в местах, где пластины расположены близко друг к другу они друг друга экранируют.

С увеличением мощности разряда меняется тепловой режим рабочей камеры, который сказывается на кинетических константах электросинтеза озона. Однако благодаря большой ширине разрядного промежутка удается избежать нагрева и соответственно уменьшения получения озона.

Введение в электродную систему устройства дополнительных электродов позволит еще увеличить эффективность получения озона.

Заявителю неизвестны примеры использования перенапряженного объемного коронного разряда.

Технические решения, положенные в основу способа и устройства, являются осуществлением одного и того же изобретательского замысла, нацелены на решение одной и той же задачи и не могут быть использованы одно без другого.

Пример выполнения данной группы изобретений иллюстрируется чертежом, на котором изображен общий вид генератора озона (вариант с коммутатором). Подробное описание группы изобретений совмещено с примером их конкретного выполнения.

Устройство для генерации озона содержит генератор 1 высоковольтных импульсов и подключенную к нему рабочую камеру 2 с электродной системой в виде соосных внешнего низковольтного трубчатого электрода 3 и внутреннего высоковольтного электрода 4 в виде проводящего стержня 5. На стержне 5 внутреннего электрода 4 в плоскостях, перпендикулярных его продольной оси, дополнительно установлены проводящие пластины 6. Между генератором 1 высоковольтных импульсов и рабочей камерой 2 может быть установлен высоковольтный коммутатор 7, причем в случае коммутатора размыкающего типа он включается параллельно, а в случае замыкающего (высоковольтного искрового разрядника) - последовательно.

Устройство работает следующим образом.

Воздух (или другой кислородсодержащий газ), подлежащий обработке, принудительно подается в рабочую камеру 2. Проходя через межэлектродный зазор 3-4 (L), он подвергается действию электрического поля высокого импульсного напряжения, подаваемого от генератора 1, под действием которого в рабочей камере 2 возникает электрический разряд. При высоковольтном импульсном разряде обеспечиваются условия для образования большого количества свободных электронов, обладающих значительной энергией, приводящей к разрушению молекул кислорода до атомов, ионов и, таким образом, создаются условия для образования озона О₃.

К преимуществам группы изобретений следует отнести резкое повышение эффективности и производительности получения озона за счет действия целого нерасторжимого комплекса факторов.

Прежде всего, надо отметить то, что для генерирования озона наиболее эффективен при прочих равных условиях именно импульсный коронный разряд, так как он позволяет получить максимальную амплитуду тока без перехода в контрагированную (искровую) стадию, а наличие его (тока коронного разряда) во всем рабочем объеме эту эффективность еще во много раз повышает. Переход разряда в искровой - это предел для наращивания концентраций озона в коронном разряде. Описанная выше группа изобретений позволила достичь этого предела.

Высокая эффективность и производительность генератора озона достигается также тем, что трансформаторный источник питания (с высоким кпд) работает на омически- емкостную нагрузку (рабочая камера).

Одним из путей роста эффективности и производительности озонаторов является увеличение длины разрядного промежутка, что позволяет повысить активную мощность разряда и соответственно количество производимого озона. Следует отметить также, что в изобретении разрядные промежутки могут быть очень большими (≈0,5-1 м и даже более). Это позволяет объекты, подлежащие обработке озоном, помещать внутрь рабочей камеры и не только полнее использовать сам получаемый озон, но и включить в процесс обработки весь комплекс воздействий: поле, излучение, плазму коронного разряда и продукты, полученные в этой плазме, в том числе озон. При этом длинные разрядные промежутки исключают нагрев разрядного промежутка, который вреден для озонообразования, а также снижают динамическое сопротивление потоку воздуха. Последнее уменьшает затраты энергии на обслуживание установки и также повышает кпд.

Импульсный характер разряда при отсутствии барьера позволяет уменьшить зависимость от влажности, а также достичь больших токов и напряжений, а следовательно, и больших количеств озона (граница по напряжению - возникновение искрового разряда при постоянном разрядном промежутке).

Применение специальной формы электродов дает возможность:
- увеличить площадь разряда, эффективность и производительность;
- повысить ресурс и ремонтопригодность при коррозии рабочих поверхностей электродов в среде озона.

Выбранный рабочий режим помимо уже указанных преимуществ позволяет работать непрерывно достаточно долго (часами) при комнатной температуре.

Отсутствие диэлектрического барьера между электродами ведет к следующим достоинствам:
- увеличению производительности по озону за счет обеспечения возможности повышения плотности разрядного тока в зазоре, т.к. исключена опасность пробоя барьера, при этом наличие отдельных (обратимых) искровых разрядов не страшно для целостности рабочей камеры (и практически не влияет на эффективность наработки озона);
- повышению эксплуатационной надежности устройства;
- повышению технологичности изготовления, т.к. отпала необходимость нанесения барьерной изоляции, сняты высокие требования к электрическим свойствам барьерного слоя;
- возможности исключения системы обязательной предварительной подготовки воздуха (она стала необязательной), которая необходима как в аналогах (где отсутствие чистого и сухого воздуха может привести к необратимым поломкам), так и в прототипе (для достижения концентраций 10-20 г/м³ озона). Это снижает энергетические затраты на вспомогательные операции и соответственно стоимость получаемого озона. Даже без предварительной подготовки воздуха в изобретении достигнуты концентрации озона ≈10 г/м³. При использовании системы предварительной подготовки воздуха эффективность наработки озона возрастает.

Следует отметить также простоту изготовления устройства: найдено удачное технологическое решение, позволяющее простыми средствами удовлетворить требование высокоточного изготовления электродов (трехслойный электрод). Нет особых требований к точности изготовления деталей (допуски не являются жесткими).

Способ и устройство предназначены для генерации озона из кислородсодержащего газа. В способе воздействие на кислородсодержащий газ производят импульсным объемным коронным разрядом со следующими характеристиками: 0,01A≤i_m≤i_s, где i_m - амплитуда тока, i_s - наибольшая амплитуда тока импульсного коронного разряда, 5х10³B≤U_m<U_s, где U_m - амплитуда напряжения, U_s - амплитуда напряжения необратимого перехода к искровому разряду в разрядном промежутке с импульсным коронным разрядом, t_u≤3х10^-4c, где t_u - длительность импульсов, причем форма и длительность импульсов напряжения и тока в разрядном промежутке могут отличаться, dU/dt≥10⁸B/c, где dU/dt - скорость нарастания напряжения, 0,01с^-1≤f_сл≤0,3/t_u, где f_сл - частота следования импульсов. Устройство содержит генератор высоковольтных импульсов и подключенную к нему рабочую камеру с электродной системой в виде пары соосных внешнего низковольтного трубчатого электрода и внутреннего высоковольтного электрода в виде проводящего стержня. На стержне внутреннего электрода в плоскостях, перпендикулярных его продольной оси, дополнительно установлены проводящие пластины. Расстояние L от кромки каждой пластины до внутренней поверхности трубчатого электрода удовлетворяет соотношению U_s/E_a<L<3хU_s/E_a, где Е_a - усредненная напряженность электрического поля в разрядном промежутке при амплитуде напряжения U_s, расстояние d между соседними пластинами - соотношению d_min<d<2xL, где d_min - расстояние экранировки, поперечный размер пластины D - соотношению 1 мм≤2хD_c<D=(D_T-2хL), где D_c - поперечный размер стержня, D_T - поперечный размер внешнего электрода, радиус r закругления кромки пластин - соотношениям: r<<L и r≤δ/2, где δ - толщина пластины. Данные способ и устройство отличаются большей эффективностью получения озона. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ генерирования озона, включающий воздействие высоковольтного импульсного разряда на кислородсодержащий газ, отличающийся тем, что воздействие производят импульсным объемным коронным разрядом со следующими характеристиками:
0,01A≤i_m≤i_s,
где i_m - амплитуда тока;
i_s - наибольшая амплитуда тока импульсного коронного разряда,
5х10³В≤U_m<U_s,
где U_m - амплитуда напряжения;
U_s - амплитуда напряжения необратимого перехода к искровому разряду в разрядном промежутке с импульсным коронным разрядом,
t_u≤Зх10^-4с,
где t_u - длительность импульсов,
причем форма и длительность импульсов напряжения и тока в разрядном промежутке могут отличаться,
dU/dt≥10⁸B/c,
где dU/dt- скорость нарастания напряжения,
0,01с^-1≤f_сл≤0,3/t_u,
где f_сл - частота следования импульсов. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воздействие осуществляют на кислородсодержащий газ, находящийся под давлением выше атмосферного. 3. Устройство для генерирования озона, содержащее генератор высоковольтных импульсов и подключенную к нему рабочую камеру с электродной системой в виде пары соосных внешнего низковольтного трубчатого электрода и внутреннего высоковольтного электрода в виде проводящего стержня, отличающееся тем, что на стержне внутреннего электрода в плоскостях, перпендикулярных его продольной оси, дополнительно установлены проводящие пластины, при этом расстояние L от кромки каждой пластины до внутренней поверхности трубчатого электрода удовлетворяет соотношению
U_s/E_a<L<3хU_s/E_a,
расстояние d между соседними пластинами - соотношению
d_min<d<2хL,
поперечный размер пластины D - соотношению
1 мм≤2хD_c<D= (D_T-2хL),
радиус r закругления кромки пластин - соотношениям
r<<L и r≤δ/2,
где D_c - поперечный размер стержня;
D_T - поперечный размер внешнего электрода;
d_min - расстояние экранировки;
U_s - амплитуда напряжения необратимого перехода к искровому разряду в разрядном промежутке с импульсным коронным разрядом;
Е_a - усредненная напряженность электрического поля в разрядном промежутке при амплитуде напряжения U_s;
δ - толщина пластины.

4 Устройство по п. 3, отличающееся тем, что дополнительно введен высоковольтный коммутатор, расположенный между генератором высоковольтных импульсов и рабочей камерой.