Озонатор с биполярным коронным разрядом Российский патент 2021 года по МПК C01B13/11 B01J19/08 H01T19/00 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для озонирования воздуха, растворов, обработки озоном различных объектов, а также в биологии, медицине, сельском хозяйстве и промышленности при получении озоно-воздушных и озоно-кислородных смесей для различных нужд.

В настоящее время наиболее эффективным методом получения озона является его синтез из кислорода или воздуха под действием электрических разрядов.

Известны озонаторы, в конструкции которых используют коронный разряд постоянного тока [1]. В этом случае применяют электроды, создающие неоднородное электрическое поле, в котором реализуют коронный разряд.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является генератор озона [2], содержащий корпус и два коаксиально расположенных цилиндрических электрода. Внутренний коронирующий электрод имеет одно или более ребер на поверхности и выполнен с возможностью вращения.

Основным недостатком данной конструкции является сравнительно низкая эффективность работы за счет использования униполярного коронного разряда имеющего ограничения по току из-за возникающего объемного заряда, а также отсутствие внутренней защиты электродной системы озонатора от перехода коронного разряда в искровой разряд.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение разрядного тока озонатора за счет использования биполярного коронного разряда, а также защита от перехода коронного разряда в искровой разряд. Достигаемый при решении задачи технический результат заключается в повышении выхода озона путем увеличении тока коронирующего электрода за счет использования биполярного коронного разряда ввиду уменьшения влияния объемного заряда, а также устранение перехода коронного разряда в искровый разряд.

Поставленная задача решается тем, что в озонаторе коронного разряда, содержащем основные разнополярные электроды, подключенные к источнику высоковольтного питания, и вспомогательный электрод, с целью повышения тока и устойчивости коронного разряда изолированный вспомогательный коронирующий электрод выполнен в виде лопастей вентилятора, лопасти вспомогательного электрода вращаются для образования биполярного коронного разряда в зазоре между вспомогательным электродом и разнополярными электродами выполненными в виде двух половин боковой поверхности цилиндра с изолирующей прокладкой между ними, а вал вращения вспомогательного коронирующего электрода установлен коаксиально по отношению к цилиндру образованному разнополярными электродами. Для стабилизации коронного разряда и предотвращения перехода его в искровый разряд лопасти вспомогательного электрода делаются из материала с высоким электрическим сопротивлением.

Изобретение поясняется чертежом Фиг. 1, где изображены элементы озонатора, а именно: изолированный вал 1 вращения вспомогательного коронирующего электрода, вспомогательный коронирующий электрод (лопасть) 2, разнополярные электроды 3 выполненные в виде двух половин боковой поверхности цилиндра, изолирующая прокладка 4 между разнополярными электродами.

В отличие от коронирующего электрода в виде ребра в предлагаемом изобретении решается вопрос защиты от перехода коронного разряда в искровый разряд за счет изготовления электрода из материала с высоким электрическим сопротивлением, а также увеличивается ток коронирующего электрода за счет использования биполярного коронного разряда из-за уменьшения эффекта влияния объемного заряда, и вращения коронирующего электрода относительно разнополярных электродов.

Отказ от подвода высоковольтного тока через скользящий контакт к коронирующему вращающемуся электроду и использование вместо этого двух газовых промежутков с униполярными разрядами в сумме дающих биполярный разряд снимает ограничения по трению верчения на скорость вращения коронирующего электрода и приводит к принципиальному увеличению общего тока разряда, увеличение надежности и ресурса работы озонатора. Изготовление коронирующего вращающегося электрода в виде лопастей вентилятора упрощает конструкцию озонатора за счет совмещения функции вентилятора и озонатора в одном устройстве, позволяя изготавливать мощные и компактные озонаторы.

Литература

1. Токарев А.В., «Коронный разряд и его применение», изд. Бишкек, КРСУ, 2009, стр. 16.

2. Patent US 5002738 А, С01В 13/11, 26.03.1991.

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для озонирования воздуха, растворов, обработки озоном различных объектов, а также в биологии, медицине, сельском хозяйстве и промышленности при получении озоновоздушных и озонокислородных смесей для различных нужд. Технический результат - увеличение удельной мощности озонатора и повышение надежности. Озонатор коронного разряда содержит основные разнополярные электроды, подключенные к источнику высоковольтного питания, и изолированный вспомогательный электрод, который выполнен в виде лопастей вентилятора, вращающихся для образования биполярного коронного разряда в зазоре между вспомогательным электродом и разнополярными электродами. Разнополярные электроды выполнены в виде двух половин боковой поверхности цилиндра с изолирующей прокладкой между ними, а вал вращения вспомогательного коронирующего электрода установлен коаксиально по отношению к цилиндру, образованному разнополярными электродами. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Озонатор коронного разряда, содержащий основные разнополярные электроды, подключенные к источнику высоковольтного питания, и вспомогательный электрод, отличающийся тем, что с целью повышения тока и устойчивости коронного разряда, изолированный вспомогательный коронирующий электрод выполнен в виде лопастей вентилятора, лопасти вспомогательного электрода вращаются для образования биполярного коронного разряда в зазоре между вспомогательным электродом и разнополярными электродами, выполненными в виде двух половин боковой поверхности цилиндра с изолирующей прокладкой между ними, а вал вращения вспомогательного коронирующего электрода установлен коаксиально по отношению к цилиндру, образованному разнополярными электродами.

2. Озонатор по п. 1, отличающийся тем, что с целью стабилизации коронного разряда и предотвращения перехода его в искровый разряд лопасти вспомогательного электрода делаются из материала с высоким электрическим сопротивлением.