ОЗОНАТОР Российский патент 2008 года по МПК C01B13/11 

Заявляемое техническое решение предназначено для генерации озона из кислорода воздуха методом барьерного коронного разряда при подаче высоковольтного переменного напряжения на активный элемент специальной конструкции и имеет широкий диапазон возможностей использования, в частности может быть использовано с целью генерации озона для обеззараживания, окисления примесей (очистки и дезодорации) сточных, питьевых и технических вод.

Известно техническое решение озонатора (прототип) по а.с. СССР №1627506, МПК⁵ С01В 13/11, опубл. 15.02.1991 г. в №6 официального бюллетеня за 1991 год. Озонатор-прототип содержит активный элемент, содержащий проводящий электрод в виде диэлектрической трубы с электропроводной водой и коронирующий электрод, разделенные диэлектрическим барьером, а также высоковольтный источник переменного тока, соединенный с электродом, причем в прототипе коронирующий электрод выполнен в виде ленты из электропроводящего материала, закрепленной на внешней поверхности диэлектрической трубы по спирали.

Общие признаки заявляемого технического решения и аналога: наличие диэлектрической трубы с охлаждающей жидкостью и коронирующего электрода, закрепленного на внешней поверхности диэлектрической трубы по спирали, а также высоковольтного источника переменного тока, соединенного с электродом.

Отличие заявляемого технического решения от прототипа состоит в том, что задача генерации озона решена в заявляемом решении с помощью применения активного элемента в виде двойной спирали, намотанной на трубе из диэлектрика, проявляющего стойкость к озону, по которой протекает охлаждающая жидкость. В отличие от прототипа диэлектрическим барьером является не материал поверхности трубы, а изоляция дополнительной второй спирали. При этом жидкость внутри трубы может быть как проводящей, так и непроводящей электричество.

Недостатками прототипа являются подача напряжения на охлаждающую проводящую жидкость, а также сложность изготовления.

Цель, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, - создание устройства генерации озона из кислорода воздуха, которое легко изготовить в любых условиях, которое безопасно при эксплуатации и которое не выходит из строя при повышенной влажности подводимого воздуха. Это позволяет добиться повышения качества, надежности, удешевления изготовления и облегчения обслуживания.

Техническая задача состоит в разработке активного элемента специальной конструкции с водяным охлаждением.

Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что озонатор включает активный элемент в виде диэлектрической трубы с охлаждающей жидкостью и коронирующего электрода, закрепленного на внешней поверхности диэлектрической трубы по спирали с обеспечением коронного разряда между электродом и поверхностью трубы, а также высоковольтный источник переменного напряжения, соединенный с электродом, причем для исключения подачи напряжения на проводящую охлаждающую жидкость диэлектрическая труба с охлаждающей жидкостью содержит обмотку в форме двойной спирали, закрепленной на внешней поверхности диэлектрической трубы, при этом один из витков спирали выполнен из металлической проволоки, стойкой к окислению (например, из нержавеющей стали), а другой - из провода с термостойкой изоляцией (например, из кремнийорганической резины или силикона), при этом один конец провода с термостойкой изоляцией хорошо заизолирован, а другой подключен к одному из полюсов источника высоковольтного переменного напряжения, причем другой полюс источника напряжения подключен к неизолированной спирали, а производительность озоногенератора при изготовлении можно изменять длиной намотки двойной спирали и регулировкой мощности источника переменного высоковольтного напряжения.

В качестве охлаждающей жидкости может использоваться озонируемая вода, подаваемая насосом на инжектор, через который засасывается озон для смешения с водой.

Частота и амплитуда переменного напряжения, подаваемого на активный элемент, подбирается экспериментально для каждой конструкции, имеющей определенный размер, тип диэлектрика, длину и диаметр намотки, таким образом, чтобы обеспечить надежное зажигание барьерного разряда.

На чертеже изображено заявляемое устройство генерации озона, где

1 - источник переменного высоковольтного напряжения;

2 - диэлектрическая труба;

3 - неизолированная металлическая спираль;

4 - спираль из изолированного термостойкого провода;

5 - циркулирующая охлаждающая жидкость;

6 - корпус;

7 - входное отверстие для воздуха;

8 - выход озоновоздушной смеси.

Заявляемый озонатор расположен в корпусе 6 и включает диэлектрическую трубу 2 с охлаждающей жидкостью 5 и высоковольтный источник переменного тока 1, причем электроды изготовлены в виде двойной спирали, намотанной на трубе 2 из диэлектрика, проявляющего стойкость к озону, по которой протекает охлаждающая жидкость 5. Один из витков двойной спирали 3 выполнен из неизолированной металлической проволоки, стойкой к окислению (например, из нержавеющей стали), а другой виток 4 - из провода с термостойкой изоляцией (например, из кремнийорганической резины, силикона и пр.), при этом один конец провода 4 с термостойкой изоляцией хорошо заизолирован, а другой подключен к источнику высоковольтного переменного напряжения 1, другой полюс источника напряжения подключен к неизолированной спирали 3.

Устройство работает следующим образом.

От высоковольтного источника 1 переменное напряжение подается на активный элемент, состоящий из двух спиралей, одна спираль 3 намотана неизолированным проводом из металла, стойкого к озону, а вторая спираль 4 изолированным проводом с изоляцией, стойкой к озону и температуре (до 200°С). Спирали намотаны на трубе 2 из диэлектрика. Внутри трубы циркулирует охлаждающая жидкость 5, в качестве которой можно использовать озонируемую воду. На поверхности спирали зажигается барьерный разряд, который нужен для генерации озона из кислорода воздуха. Спирали с трубой помещены в корпус 6, в котором имеются: отверстие 7 для подачи воздуха; отверстие 8 для выхода озоновоздушной смеси. Концы диэлектрической трубы 2 выходят за пределы корпуса 6 и подключены для циркуляции охлаждающей жидкости 5.

Из вышеизложенного можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям "новизна", "изобретательский уровень" и "промышленная применимость".

Изобретение предназначено для генерации озона из кислорода воздуха и может быть использовано для обеззараживания и окисления примесей сточных, питьевых и технических вод. Диэлектрическая труба с охлаждающей жидкостью внутри представляет собой охлаждаемый диэлектрический каркас для электродов, выполненных в виде двойной спирали, закрепленной на внешней поверхности диэлектрической трубы. Один из электродов выполнен из проволоки нержавеющей стали, а другой - из провода с термостойкой изоляцией. Конец провода с термостойкой изоляцией хорошо заизолирован, а другой конец подключен к одному из полюсов источника высоковольтного переменного напряжения. Неизолированный электрод подключен к другому полюсу источника переменного напряжения. При этом озонатор выполнен с возможностью изменения производительности за счет изменения длины намотки двойной спирали и регулирования мощности источника переменного высоковольтного напряжения. Это позволяет добиться повышения качества, надежности, удешевления изготовления и облегчения обслуживания. 1 ил.

Озонатор, включающий диэлектрическую трубу с охлаждающей жидкостью, высоковольтный источник переменного напряжения, соединенный с электродами, отличающийся тем, что диэлектрическая труба с охлаждающей жидкостью внутри представляет собой охлаждаемый диэлектрический каркас для электродов, выполненных в виде двойной спирали, закрепленной на внешней поверхности диэлектрической трубы, один из электродов выполнен из проволоки нержавеющей стали, а другой - из провода с термостойкой изоляцией: кремнийорганической резины или силикона, один конец провода с термостойкой изоляцией хорошо заизолирован, а другой подключен к одному из полюсов источника высоковольтного переменного напряжения, причем другой полюс источника переменного напряжения подключен к неизолированному электроду; при этом озонатор выполнен с возможностью изменения производительности за счет изменения длины намотки двойной спирали и регулирования мощности источника переменного высоковольтного напряжения.