СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЗОНА Советский патент 1994 года по МПК C01B13/11 

Описание патента на изобретение SU1774585A1

Изобретение относится к технике получения озона путем пропускания кислородсодержащего газа через тлеющий разряд возникающий между электродами, разделенными диэлектрическим барьером с разрядным промежутком, при подаче импульсного высоковольтного напряжения, и предназначено для промышленного производства озона в высокочастотных трубчатых озонаторах.

Цель изобретения - улучшение условий синтеза озона за счет увеличения интенсивности теплообмена.

На фиг. 1 представлен общий вид озонирующего элемента; на фиг. 2 - узел I.

Озонирующий элемент 1 содержит низковольтный 2 и высоковольтный 3 трубчатые электроды внутренними радиусами соответственно R1тр и Rтробразующие газоразрядный промежуток 4 размером d1. В нижней части высоковольтного электрода 3 коаксиально установлен патрубок 5 с условным проходом Dy, соединенный с компрессором 6 и автоматическим клапаном 7, обеспечивающим периодическую подачу с частотой η газовых пузырей 8 необходимого объема V и образующим с высоковольтным электродом зазор толщиной d.

Способ реализуется следующим образом.

Воздух, из которого синтезируется озон, поступает в разрядную зону 4. Из разрядной зоны газ, содержащий зон, поступает к потребителю. Высоковольтный электрод 3 с радиусом Rтр охлаждают водой. Одновременно с подачей воды периодически с частотой η через патрубок 5 с помощью автоматического клапана 7 подают воздушные пузыри 8 необходимого объема V при объемном расходе воздуха в единицу времени Vτ
Объем пузыря V и частоту η подачи воздушных пузырей определяют по следующим формулам:
V= 8Π/3R1-3, м3,
η= 3V/8ΠR1- , c-1 где Vτ - объемный расход воздуха в единицу времени, м3/с;
= v - геометрическая характеристика газожидкостной системы;
d - толщина кольцевого зазора между электродом и пузырем, м;
Rтр - внутренний радиус электрод, м;
v - скорость всплытия пузыря, м/с;
ν - кинематическая вязкость хладагента, м2/с;
g - ускорение свободного падения, м/с2.

При движении больших пузырей газа в жидкости происходит их деформация таким образом, что верхняя часть пузыря принимает форму сферического сегмента и в дальнейшем сохраняет ее и не зависит от размера пузыря. В этих условиях кольцевая область трубы, содержащая воду, сужается в направлении нижней части пузыря, имеющей неправильную форму с приближенно плоским основанием.

Увеличение объема пузыря приводит к увеличению его длины.

При движении пузыря за его основанием происходит активная турбулизация потока, образующаяся вследствие отрыва пограничного пристенного слоя трубы с кромок основания и перераспределяющаяся по объему движущейся жидкости.

При этом поднимающийся пузырь можно рассматривать как часть сердечника, образующего с высоковольтным электродом кольцевой зазор и турбулизирующий по ходу движения пристенный слой.

Расчет газожидкостной системы воздух-вода для Rтр = 18,2 мм.

Согласно условию сохранения массы
=···
V= 0,48 = 0,2 м/c - скорость всплытия пузыря.

Тогда толщина кольцевого зазора между электродом и пузырем d = 0,13 ˙18,2 = 2,4 мм.

Объем пузыря
V= 8Π/3R1-3, м3
V= (18,2·10-3)3(1-3·0,13)= 31·10-6 м3 или V = 31 см3
Оценка режима движения пузыря (по критерию Рейнольдса)
Rе= = = 6280
Значение критерия Рейнольдса и утверждение, что за основанием пузыря образуется активная турбулизация потока указывают на наличие развитого турбулентного режима движения пузыря относительно пристенного кольцевого зазора.

В дальнейшем, выбрав необходимую частоту подачи объема воздуха, можно обеспечить требуемую интенсивность охлаждения.

Увеличение интенсивности теплообмена приводит к уменьшению температуры в газоразрядном промежутке на 20o и, следовательно, к увеличению концентрации озона, повышению его энергетического выхода.

Использование пузыря в качестве турбулизатора позволяет упростить конструкцию озонатора, реализующего способ отказаться от механических турбулизаторов, повысить технологичность конструкции уменьшить ее металлоемкость. (56) Патент США N 4013567, кл. 250-540, 1977.

Похожие патенты SU1774585A1

название год авторы номер документа
Способ генерирования озона и портативное устройство для генерирования озона 2017
  • Беляев Валерий Анатольевич
  • Науменко Игорь Иванович
  • Кораблев Вадим Николаевич
  • Шахова Валерия Николаевна
  • Мамадиярова Сабира Сабуровна
  • Беляев Илья Валерьевич
  • Гвоздецкий Николай Алексеевич
RU2661232C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ОЗОНИРОВАНИЯ 1993
  • Ермоленко Д.И.
  • Стасевич В.М.
RU2080284C1
СПОСОБ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ОЗОНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2001
  • Бойко Николай Иванович
RU2211800C2
ОЗОНАТОР 1993
  • Волченко Юрий Алексеевич
  • Рожнев Александр Николаевич
RU2061651C1
СПОСОБ СИНТЕЗА ОЗОНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2001
  • Мынка А.А.
  • Поляков Н.П.
RU2220093C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЗОНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2000
  • Коломоец Н.В.
  • Шматок Ю.И.
RU2197422C2
Устройство для получения озона 1963
  • Емельянов Юрий Михайлович
  • Емельянов Михаил Федорович
SU1520002A1
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ТРУБЧАТЫЙ ОЗОНАТОР 1978
  • Горохов М.В.
  • Катявин А.В.
  • Семенов В.И.
  • Баранов С.С.
  • Гончаров Г.Н.
SU839201A1
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ТРУБЧАТЫЙ ОЗОНАТОР 1989
  • Катявин А.В.
SU1723760A1
ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ОЗОНАТОР 1996
  • Полиенко В.И.
RU2098347C1

Иллюстрации к изобретению SU 1 774 585 A1

Реферат патента 1994 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЗОНА

Использование: получение озона путем пропускания кислородсодержащего газа через тлеющий разряд, возникающий между электродами, разделенными диэлектрическим барьером с разрядным промежутком, при подаче импульсного высоковольтного напряжения. Сущность изобретения: способ состоит в пропускании кислородсодержащего газа через разрядную зону, образованную концентрично установленными низковольтными и высоковольтными трубчатыми электродами, с одновременным охлаждением высоковольтного электрода жидким хладагентом, причем во внутреннюю полость высоковольтного электрода периодически подают газообразные пузыри, причем объем и частоту их подачи определяют по следующим формулам: , где d - толщина кольцевого зазора, м; Rтр - внутренний радиус электрода, м; V - скорость всплытия пузыря, м/с. 2 ил.

Формула изобретения SU 1 774 585 A1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЗОНА, состоящий в пропускании кислородсодержащего газа через разрядную зону, образованную концентрично установленными низковольтным и высоковольтным трубчатыми электродами, с одновременным охлаждением высоковольтного электрода жидким хладагентом, отличающийся тем, что, с целью улучшения условий синтеза озона за счет увеличения интенсивности процесса теплообмена, во внутреннюю полость высоковольтного электрода периодически подают газообразные пузыри, причем объем V и частоту η их подачи определяют по следующим формулам:
V= R1-3,
η= ,
где vτ - объемный расход воздуха в единицу времени, м3/с;
=· - геометрическая характеристика газожидкостной системы;
d - толщина кольцевого зазора между электродом и пузырем, м;
v - скорость всплытия пузыря, м/с;
Rтр - внутренний радиус электрода, м;
ν - кинематическая вязкость хладагента, м2/с;
g - ускорение свободного падения, м/с.

SU 1 774 585 A1

Авторы

Шевченко В.К.

Абрашин Ю.Ф.

Марков Н.С.

Жулев С.М.

Даты

1994-05-15Публикация

1990-02-19Подача