Озонатор Советский патент 1993 года по МПК C01B13/11 

СП

С

Использование; создание озона. Сущность изобретения: озонатор содержит два цилиндрических коаксиальных трубопровода. На внутренний цилиндр, выполненный из диэлектрического материала, спирально намотаны два электрода с возможностью генерации между их витками барьерного разряда. Электроды выполнены в виде проводников с индивидуальным изоляционным покрытием и подключены к высоковольтному источнику переменного тока. Предусмотрен вариант выполнения электродов в виде гибких трубок, заполненных проточной водой. Возможно снабжение озонатора третьим дополнительным спиральным электродом и подключение электродов к трехфазному источнику питания по замкнутой схеме электрического треугольника. 2 з.п.ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к плазмохимии и может быть использовано в областях народного хозяйства, где необходим озон.

Известен озонатор, работающий на принципе барьерного разряда. Один из вариантов этого озонатора содержит пластмассовый трубопровод и пару проводников, каждый из которых имеет свое пластмассовое изоляционное покрытие, Газ проходит через трубопровод по зазору, оставляемому проводниками и их изоляционными покрытиями. Таким образом, когда на проводники подается высокое напряжение, внутри трубопровода возникает барьерный поверхностный разряд.

Озонатор прост в конструктивном исполнении, предлагает ряд возможных вариантов, Однако необходимость прокачки больших объемов воздуха внутри трубопровода требует больших затрат электроэнергии.

Наиболее близким к предлагаемому является озонатор, также основанный на барьерном поверхностном разряде, содержащий два электрода, подключенные к высоковольтному источнику переменного тока. Один электрод этого озонатора выполнен в виде двух коаксиальных цилиндрических перфорированных разрядников. Второй электрод выполнен в виде изолированного проводника и намотан спирально на внутренний цилиндр. Озонатор представляет компактную конструкцию. Однако трудности, связанные с продувкой больших объемов воздуха в промежутке между цилиндрами, делают процесс малоэффективным, требующим больших затрат энергии.

Целью изобретения является снижение энергозатрат путем обеспечения эффективной транспортировки озона посредством электрического ветра; повышение производительности путем обеспечения эффективXI

со

чэ ел о

4

ной генерации трехфазного барьерного разряда.

Поставленная цель достигается путем эффективного использования барьерного разряда. Конструктивно это обеспечено тем, что в озонаторе электроды выполнены в виде двух проводников с индивидуальным изоляционным покрытием. Причем электроды с зазором один относительно другого намотаны спирально на внутренний цилиндр, который в предложенном варианте исполняет роль монтажного механизма. В связи с этим внутренний цилиндр выполнен сплошным из диэлектрического материала. Внешний цилиндр (трубопровод) является корпусом и также выполнен сплошным. Внутренний цилиндр с намотанными на его внешнюю поверхность электродами вставлен во внешний цилиндр с зазором, по которому продувается воздух. Зазор между электродами подобран таким, чтобы в нем генерировался барьерный разряд. При этом барьерный разряд сопровождается электрическим ветром, который берет на себя часть работы, связанной с транспортировкой. Такая конструкция предполагает несколько вариантов теплосъема: водяное охлаждение может быть осуществлено как в виде водяной наружной рубашки, так и в виде потока проточной воды, пропускаемой через внутренний цилиндр.

Кроме того, возможен вариант изготовления электродов, где достигается эффективный теплосьем. Конструктивно это реализовано тем, что в качестве электродов использованы две или три металлические трубки с изоляционным слоем на внешней поверхности, заполненные проточной водой, либо металлические проводники, расположенные в гибких диэлектрических оболочках, заполненных проточной водой. При этом цилиндрические трубопроводы выполняют роль монтажных механизмов: внешний является корпусом, а на внутренний в последовательно чередующемся порядке с одинаковыми межвитковыми зазорами намотаны электроды, подключенные к высоковольтному источнику переменного тока, Межвитковые зазоры выполнены с возможностью генерации в них барьерного разряда и сопровождающего его электрического ветра. Воздух продувается по промежутку между цилиндрами. Дополнительный теплосъем может быть осуществлен посредством водяной рубашки, охватывающей внешнюю трубу. Кроме того, предусмотрено, что в озонаторе, содержащем корпус в виде трубопровода, в который коаксиально с зазором установлен второй цилиндрический трубопровод из диэлектрического материала, использованы три электрода, подключенные к высоковольтному трехфазному источнику переменного тока (трансформатору). При этом электроды выполнены в виде отдельных проводников с индивидуальным изоляционным покрытием, намотаны параллельными спиралями на внутренний цилиндр и подключены к трехфазному трансформатору 6 по замкнутой

схеме электрического треугольника. Воздух транспортируется по зазору между цилиндрами. Теплосъем осуществлен проточной водой, циркулирующей по внутреннему цилиндрическому трубопроводу 2. Для улучшения теплосъема электроды выполнены в виде трубок, заполненных проточной водой. На фиг.1 схематично изображен предлагаемый озонатор; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1; на фиг.З - озонатор с двумя спиральными электродами в виде гибких трубок, заполненных проточной водой; на фиг.4 - разрез Б-Б фиг.З; на фиг.5 - озонатор с тремя спиральными электродами; на фиг.6 - разрез В-В фиг.5; на фиг.7 - озонатор с

тремя спиральными электродами в виде

гибких трубок, заполненных проточной водой.

Озонатор имеет корпус в виде трубопровода 1 из металла или диэлектрика, и

0 опорный цилиндр 2, коаксиально установленный с зазором в трубопровод 1 и выполненный из диэлектрического материала. Два электрода 3,4с индивидуальным изоляционным покрытием спирально намотаны

5 на внутренний цилиндр 2 с возможностью генерации между витками барьерного разряда и подключены к высоковольтному источнику переменного тока 5. Теплосъем осуществлен потоком проточной воды,

0 пропускаемой через опорный внутренний цилиндр 2. Воздух прокачивается в промежутке между цилиндрами 1 и 2.

Озонатор работает следующим образом. При включении высоковольтного источ5 ника переменного тока 5 в промежутках между витками электродов 3, 4 возникает барьерный разряд, который сопровождается эл.ектрическим ветром, выносящим получаемый озон в зазор между внутренним 2

0 и внешним 1 цилиндрами. Там озон подхватывается транспортируемым по зазору воздухом и выносится наружу.

Электроды 3, 4 могут быть выполнены в виде металлических гибких трубок, покры5 тых изоляционным слоем, внутри которых циркулирует проточная вода (фиг.З, 4). Трубки 3, 4 в последовательно чередующемся , порядке намотаны параллельными спиралями на внутренний цилиндр 2 с сохранением зазора между витками с возможностью возбуждения между витками барьерного поверхностного разряда и подключены к высоковольтному источнику переменного тока 5, а воздух прокачивается в промежутке между цилиндрами 1,2. Возможно выполнение электродов 3, 4 в виде металлических проводников, уложенных в диэлектрические оболочки, заполненные проточной водой. Возможен вариант, предусматривающий три электрода (фиг.5, 6). Электроды 3, 4, б выполнены в виде отдельных проводников с индивидуальным покрытием. Электроды 3, 4, б параллельными спиралями навиты на внутренний цилиндр 2. Зазор между витками необходим для генерации барьерного разряда. К трехфазному трансформатору 7 электроды 3, 4, 6 подключены по схеме электрического треугольника. Конструкция озонатора предполагает также варианты осуществления теплосъема. В предложенном озонаторе теплосъем осуществлен проточной водой, циркулируюФор м у ла изобретения

виде металлических проводников, уложенных в диэлектрические оболочки, заполненные проточной водой.

В связи с обеспечением возможности генерировать между витками электродов барьерный разряд, сопровождаемый электрическим ветром, резко снижено энергопотребление устройства, направленное на перекачку (транспортировку) воздуха. Кро- ме того, повышается надежность озонатора и снижаются требования к соблюдению постоянства зазора между цилиндрами.

ских гибких трубок либо в виде металлических проводников, расположенных в гибких диэлектрических оболочках, и заполнены проточной водой.

Z W(b

I zricb

WS682.1

12 346

/

У Ч УХ 4 // Ck // Л Vx A S У N / N /X ЧЧ « ЧЧ x/ чЧ «У

r/&77//7//////////////////////////////////////////////////U

Фиг. 6