УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЗОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА Российский патент 2009 года по МПК C01B13/11 

Устройство для озонирования воздуха относится к электротехнике, в частности к устройствам для озонирования воздуха, воды и т.п.

Известно устройство для дезинфекции воздуха озоном, состоящее из внешнего цилиндрического электрода, выполненного из металлической сетки и внутреннего электрода, содержащего разрядные диски и ионизирующие диски звездообразной формы разного диаметра (Авторское свидетельство СССР №1465412, МПК7 С01В 13/10, 1989). Недостатком этого устройства является сложность конструкции и смены коронирующих элементов (звездочек), подверженных интенсивной эрозии металла в коронном разряде, который возникает при высоком напряжении источника питания (от 15 до 40 кВ).

Известен также озонатор, используемый в технологическом процессе инкубирования яиц (Авторское свидетельство СССР №1192755, МПК7 А01К 41/00, 1985). В этом устройстве в коронирующем электроде используются иглы сложной формы с заостренными выступами на боковых поверхностях. Вклад заостренных выступов в генерирование озона по сравнению с вкладом острия иглы незначителен, так как максимальная напряженность электрического поля наблюдается в направлении ко второму электроду. Для того чтобы вклад заостренных выступов стал существенным, необходимо использовать высокое напряжение (до 40 кВ). На каждой игле имеется 6 заостренных выступов на боковой поверхности. А плотность тока коронного разряда лишь в 1,64 раза больше, чем у электродов с иглами без выступов (озоновыделение прямо пропорционально току коронного разряда). Наличие источника высокого напряжения (40 кВ) резко сужает область использования озонаторов такой конструкции с точки зрения безопасности их обслуживания и компактности устройства.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для озонирования воздуха, коронирующий электрод которого представляет собой решетку, в узлах которой располагаются токопроводящие иглы, обращенные к гладкой поверхности второго электрода (Авторское свидетельство СССР №1141486, МПК7 H01T 23/00, 1985 (прототип)). Чередование полярности решеток с закрепленными иглами усложняет конструкцию опорной изоляции коронирующих электродов и всего устройства в целом. К тому же при решетчатой конструкции электродов более густое расположение игл практически не осуществимо.

Цель изобретения - достижение компактности конструкции и улучшение эксплуатационных характеристик озонатора.

Поставленная цель достигается следующим образом. Использование стеклянных диэлектрических барьеров и развитая суммарная длина острых кромок на боковых поверхностях игл делают источник питания напряжением 5 кВ достаточным для получения желаемого уровня озонообразования. При таком напряжении не происходит образование оксидов азота. Озоновыделение устройства определяется величиной тока коронного разряда, который зависит от количества игл в коронирующем электроде. Ощутимое взаимное экранирование игл наблюдается при расстояниях между ними менее 5 мм, поэтому для наибольшей компактности устройства расстояние между остриями делается равным 5-7,5 мм. Ток коронного разряда, стекающий с игл в направлении второго электрода, закрытого диэлектриком, при величине воздушного промежутка от 0 до 6 мм составляет соответственно 0,2 и 0,18 мА при 20 иглах в строку длиной 100 мм. Такое устройство озонатора допускает использование игл с некоторым разбросом их длины. Крепление игл в отверстиях несущей пластины и их фиксация осуществляются с помощью замазки на основе графита. Это позволяет использовать несущие пластины толщиной 1-2 мм и обеспечивает параллельность игл даже при вертикальном расположении несущей пластины. При такой конструкции облегчаются извлечение и замена игл в случае необходимости.

Использование пасты на основе графита для фиксации головок игл на несущей пластине коронирующего электрода одновременно защищает места сочленения от агрессивного воздействия озона, поэтому не требуется специального защитного покрытия поверхности. Это особенно важно для озонаторов с круглосуточным режимом работы.

На фиг.1 представлено устройство озонатора.

Устройство содержит коронирующий электрод (“гребенку”) 1 и плоский электрод 2 со стеклянными диэлектрическими барьерами 3. Электроды 1 и 2 крепятся к кожуху 4 озонатора с помощью опорных фарфоровых изоляторов 5. Источник высокого напряжения (5 кВ) 6 промышленной частоты размещается снаружи. В кожухе озонатора имеется несколько отверстий для прохождения воздуха (не указаны). Отверстия расположены на максимально безопасном расстоянии от деталей озонатора, находящихся под высоким напряжением. Кожух озонатора заземлен. Болтовые сочленения 7 позволяют регулировать величину межэлектродного воздушного промежутка.

На фиг. 2 изображен фрагмент коронирующего электрода 1.

Несущая пластина 8 коронирующего электрода имеет равноудаленные друг от друга отверстия, в которых крепятся иглы 9 с острыми продольными кромками. Головки игл фиксируются относительно несущей пластины с помощью затвердевающего слоя пасты-замазки 10 на основе графита. Между стенками кожуха озонатора и торцами стеклянного барьера располагаются Н-образно размещенные дополнительные стеклянные барьеры, которые предназначены для увеличения пути токов утечки.

Устройство работает следующим образом. При подаче высокого напряжения на электроды на остриях игл и их острых продольных кромках создается высокая напряженность резко неоднородного электрического поля. В результате этого возникает коронный разряд, сопровождаемый озоновыделением. Озон, благодаря большей плотности, выходит из кожуха и смешивается с наружным воздухом. Безыскровой разряд и щадящая величина напряжения источника питания 5 кВ исключают образование оксидов азота.

Плотное размещение игл способствует компактности устройства. С учетом массы фарфоровых изоляторов и источника высокого напряжения масса озонатора составляет около 20 кг. Потребляемая мощность озонатора 50 Вт, его производительность до 30 г озона в час и может быть увеличена за счет большего количества игл.

По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, гарантирующих сущность заявленного изобретения, не известна и для специалистов не следует явным образом из уровня техники; что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию “новизна” и “изобретательский уровень”.

Изобретение относится к устройствам для озонирования воздуха, воды и т.п. Устройство содержит гребенчатый коронирующий электрод с близко расположенными иглами и пластинчатый электрод, разделенные Н-образно расположенными диэлектрическими барьерами и воздушным промежутком. Коронирующие иглы выполнены с поперечным сечением, уменьшающимся до нуля к их вершинам, имеют несколько острых продольных кромок и расположены по вершинам квадратов со стороной 5-7,5 мм, крепятся в отверстиях несущей пластины и их головки фиксируются затвердевающей замазкой (пастой) на основе графита. Технический результат состоит в защите места сочленения от агрессивного воздействия озона. 2 ил.

Устройство для озонирования воздуха, содержащее коронирующий электрод - "гребенку" с близко расположенными иглами и пластинчатый электрод, разделенные Н-образно расположенными диэлектрическими барьерами и воздушным промежутком, отличающееся тем, что коронирующие иглы крепятся в отверстиях несущей пластины гребенчатого электрода, а их головки фиксируются затвердевающей замазкой (пастой) на основе графита.