CS225899B1

CS225899B1 - Ozone producer

Info

Publication number: CS225899B1
Application number: CS849382A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Trejtnar
Original assignee: Trejtnar Jan
Priority date: 1982-11-26
Filing date: 1982-11-26
Publication date: 1984-03-19

Description

Vynález se týká zařízení na výrobu ozónu a řeší provedení složené válcové výbojové elektrody v uzavřené nádobě s vestavbou v návaznosti na chladicí obvody a rozvod vzduchu nebo kyslíku.The present invention relates to an ozone generating device and provides an embodiment of a composite cylindrical discharge electrode in a closed vessel with built-in connection to cooling circuits and air or oxygen distribution.

Dosud používané výbojové elektrody jsou vytvořeny z vnitřní dielektrické elektrody s jedním uzavřeným koncem, která má na vnitřním povrchu vytvořenou elektricky vodivou vrstvu a z vnější kovové chlazené elektrody. Výhodou tohoto uspořádání je jednoduché provedeni, i· snadná výroba a montáž. Nevýhodou je nevyužití vnitřního prostoru vnitřní elektrody, malá výbojová plocha a tím i malý měrný objemový výkon.The discharge electrodes used hitherto are formed from an internal, single-ended, end-end dielectric electrode having an electrically conductive layer formed on the inner surface and an outer metal cooled electrode. The advantage of this arrangement is its ease of manufacture and ease of manufacture and assembly. The disadvantage is the lack of use of the internal space of the internal electrode, a small discharge surface and hence a low specific volume power.

- Jiným řešením je uspořádání s vnitřní chlazenou kovovou elektrodou a vnější dielektrickou elektrodou s elektricky vodivou vrstvou na jejím vnějším povrchu. Výhodou této konstrukce je rovněž snadné zhotovení a dále možnost kontroly, případně opravy elektricky vodivé vrstvy.Another solution is an arrangement with an internal cooled metal electrode and an external dielectric electrode with an electrically conductive layer on its outer surface. The advantage of this construction is also easy manufacturing and the possibility of inspection or repair of the electrically conductive layer.

Pro větěí výkony, kdy je nutno paralelní zapojení elektrod, však vzniká složitá a značně rozměrná konstrukce se samostatnými rozvody chladicí vody a vzduchu pro každou elektrodu.However, for larger capacities where parallel electrode connections are required, a complex and very large design with separate cooling water and air distributions for each electrode results.

Dalěi známé řešení má vnitřní kovovou vysokonapěťovou elektrodu uzavřenou a opatřenou na vnějším povrchu dielektrickým povlakem. Na ní je centricky uložena vnější chlazená kovová elektroda. Vnitřní elektroda je chlazena demineralizovanou vodou, vnější běžnou chladicí vodou.Another known solution has an inner metal high voltage electrode closed and provided with a dielectric coating on the outer surface. An external cooled metal electrode is placed centrally thereon. The internal electrode is cooled with demineralized water, the external common cooling water.

Výhodou tohoto uspořádání je chlazení obou elektrod, což umožňuje vyšší energetické zatížení, tím i vyěěl výkon a menší ztráty.The advantage of this arrangement is the cooling of both electrodes, which allows for higher energy loads, thus generating power and less losses.

Nevýhodou je složitá konstrukce se zařízením na úpravu demineralizované vody a cirkulačním rozvodem chladicí vody. Funkčně se jedná o jednoduchou výbojovou elektrodu s jedním výbojovým prostorem, takže pro větší výkony je třeba paralelního zapojení více výbojových elektrod se samostatnými chladicími rozvody, což způsobuje složitou a rozměrnou konstrukci celé ozonizační stanice.The disadvantage is a complicated construction with a device for the treatment of demineralized water and a circulation distribution of cooling water. Functionally, it is a simple discharge electrode with a single discharge space, so multiple discharge electrodes with separate cooling wiring need to be connected in parallel for greater power, which makes the entire ozonization station complex and bulky.

Posledním typem současně používaného provedeni výbojové elektrody je uspořádání s vnitřní kovovou elektrodou chlazenou vodou, na níž je centricky uložena dielektrické elektroda, která je na vnějším povrchu opatřena stříbrným povlakem pro přívod vysokého napětí. Na dielektrické elektrodě je centricky umístěna kovová trubka pro druhý chladicí okruh.The last type of current discharge electrode currently used is a water-cooled inner metal electrode on which a dielectric electrode is placed centrally, which is provided with a silver coating on the outer surface for high voltage supply. A metal tube for the second cooling circuit is centrally located on the dielectric electrode.

Výhodou je chlazení obou elektrod, což dovoluje vyšší výkon zařízení.The advantage is the cooling of both electrodes, which allows higher performance of the device.

rr

Nevýhodou je opět pouze jediný výbojový prostor a dále, že chlazení dielektrické elektrody je nutno provádět zvláštní tekutinou izolující vysokonapělovou stříbrnou vrstvu.The disadvantage is again only one discharge space and further that the cooling of the dielectric electrode has to be performed by a special liquid insulating the high-voltage silver layer.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny zařízením na výrobu ozónu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v uzavřené nádobě s vnitřní vestavbou je uložena nejméně jedna složená výbojové elektroda se dvěma výbojovými prostory uspořádané tak, že v uzavřené nádobě s vnitřní vestavbou je uložena nejméně jedna složená výbojová elektroda se dvěma výbojovými prostory uspořádaná tak, že na vnitřní kovové elektrodě a jedním uzavřeným koncem, upevněné otevřeným koncem ve druhé přepážce nádoby, jsou centricky uloženy dielektrická elektroda opatřená na vnitřním povrchu termoelektrickou vodivou vložkou, střední dielektrické elektroda opatřená na vnitřním povrchu elektricky vodivou vrstvou a kterou je zaveden rozvod vysokého napětí a vnější kovová elektroda opatřené chladicím prstencem se vstupem a výstupem chladicí vody, kde mezi první přepážkou nádoby a prvním dnem je vytvořen zásobník chladicí vody opatřený vtokem a trubkou upevněnou v otvoru první přepážky a vedenou v ose vnitřního prostoru vnitřní kovové elektrody, a mezi první přepážkou a druhou přepážkou nádoby je vytvořen prostor chladicí vody s odtokem chladicí vody, přičemž část nádoby s druhým dnem tvoří rozdělovači prostor s přívodem vzduchu nebo kyslíku a část nádoby za výbojovými prostory s druhou přepážkou shromažďovací prostor s odvodem směsi ozónu, vzduchu a kyslíku.These disadvantages are overcome by the ozone generating device according to the invention, characterized in that at least one composite discharge electrode with two discharge compartments is arranged in a closed internal-built vessel arranged in such a way that at least one composite is stored in a closed internal-built vessel a discharge electrode with two discharge spaces arranged such that a dielectric electrode provided with a thermoelectric conductive insert on the inner surface is centrally disposed on the inner metal electrode and one closed end, fixed by an open end in the second container partition; and introducing a high voltage distribution and an external metal electrode provided with a cooling ring with a cooling water inlet and outlet, wherein a cooling tank is formed between the first vessel bulkhead and the first bottom. a cooling water space with a cooling water outlet is formed between the first partition and the second bulkhead of the vessel, and a portion of the vessel with the second bottom forms a distribution space with an inlet air or oxygen, and a portion of the vessel beyond the discharge compartments with a second bulkhead collecting space with a mixture of ozone, air and oxygen.

Na vnitřní kovové elektrodě je výhodně nasunuta dielektrická elektroda, na níž je středícím vedením středěna střední dielektrické elektroda, přičemž mezi dielektriokou elektrodou a střední dielektriokou elektrodou je vytvořen vnitřní výbojový prostor a mezi střední dielektriokou elektrodou a vnější kovovou elektrodou vnější výbojový prostor.Preferably, a dielectric electrode is disposed on the inner metal electrode, on which the central dielectric electrode is centered through the centering guide, wherein an internal discharge space is formed between the dielectric electrode and the intermediate dielectric electrode, and an external discharge space between the central dielectric electrode and the outer metal electrode.

K určitému počtu složených výbojových elektrod upevněných otevřenými konci vnitřních kovových elektrod ve druhé přepážce nádoby je výhodně přiřazen vždy jediný prostor chladicí vody, jediný chladicí prstenec, jediný rozdělovači prostor a jediný shromažďovací prostor.Preferably, a plurality of composite discharge electrodes secured by the open ends of the inner metal electrodes in the second container partition are associated with a single cooling water space, a single cooling ring, a single distribution space, and a single collection space.

Dielektrické elektroda a střední dielektrická elektroda s výhodou svými délkami přesahují rozsah vnitřního výbojového prostoru a vnějšího výbojového prostoru.Preferably, the length of the dielectric electrode and the intermediate dielectric electrode exceed the extent of the inner discharge space and the outer discharge space.

Výhody zařízení spočívají ve vyšším výkonu pro stejný objem zařízení, menší měrné spotřebě elektrické energie a vyšší provozní koncentraci ozónu. Další výhodou je, že pro uložení většího počtu složených výbojových elektrod je třeba jediné válcové nádoby s vestavbou přepážek, se společnými prostory chladicí vody, jediným rozdělovačím prostorem kyslíku nebo vzduchu a jediným shromažďovacím prostorem směsi ozónu, vzduchu nebo kyslíku, což znamená úspory legovaných nerezových materiálů a menši nároky na zastavěný prostor. Nedostatkem zůstává složitější montáž a demontáž.The advantages of the equipment are higher power for the same volume of equipment, lower specific power consumption and higher operating ozone concentration. Another advantage is that a single cylindrical container with built-in bulkheads, with common cooling water compartments, a single oxygen or air distribution space and a single ozone, air or oxygen mixture storage space is required to accommodate multiple composite discharge electrodes, saving alloyed stainless materials and less footprint. A complicated assembly and disassembly remains a drawback.

Na přiloženém výkresu je v řezu schematicky znázorněno příkladné zařízeni podle vynálezu.In the accompanying drawing, an exemplary device according to the invention is schematically shown in section.

Válcové nádoba 21 je opatřena prvním dnem 21a a druhým dnem 21b. Prvním dnem 21a je proveden vtok 8 chladicí vody do zásobníku £, který je uzavřen první přepážkou 10 nádoby 21. Do první přepážky 10 je zaústěna trubka 23. První přepážkou 10 a druhou přepážkou 11 nádoby 21 je vytvořen prostor 22 chladicí vody s odtokem 12. V otvoru druhé přepážky 11 je otevřeným koncem uložena vnitřní kovová elektroda £, jejíž druhý konec je uzavřen. Otevřeným koncem vnitřní kovové elektrody £, a to v její ose je vedena trubka 23 pro přívod chladicí vody ze zásobníku 2· Dielektrická elektroda 2, střední dielektrická elektroda £ a vnější kovová elektroda £ jsou centricky umístěny na vnitřní kovové elektrodě £ a jsou vystředěny středícím vedením 24 mezi dielektrickou elektrodou 2 a střední dielektrickou elektrodou £. Vnější kovové elektroda £ je opatřena chladicím prstencem 15. do něhož je chladicí voda přiváděna vstupem 2 a odváděna výstupem 10.The cylindrical container 21 is provided with a first bottom 21a and a second bottom 21b. The first bottom 21a provides an inlet 8 of cooling water into the container 8, which is closed by the first partition 10 of the container 21. A tube 23 is connected to the first partition 10 and a second partition 11 of the container 21 creates a cooling water space 22 with an outlet 12. In the opening of the second partition 11, the open end accommodates an inner metal electrode 6, the other end of which is closed. The open end of the inner metal electrode 6 is guided in its axis by a pipe 23 for supplying cooling water from the reservoir 2. The dielectric electrode 2, the middle dielectric electrode 6 and the outer metal electrode 6 are centered on the inner metal electrode 6 and centered by the centering line. 24 between the dielectric electrode 2 and the central dielectric electrode 6. The outer metal electrode 6 is provided with a cooling ring 15 to which cooling water is supplied by inlet 2 and discharged by outlet 10.

Dielektrická elektroda 2 je nesunuta na vnitřní kovové elektrodě £ a jejich vzájemné výrobní tolerance pro zajištění jejich dokonalého styku vyrovnává termoelektrická vodivá vložka £. Střední dielektrická elektroda £ je na vnitřním povrchu opatřena elektricky vodivou vrstvou 6, na kterou je zaveden rozvod £ vysokého napětí. Centrickým uspořádáním elektrod je mezi dielektrickou elektrodou 2 a střední dielektrickou elektrodou £ vytvořen vnitřní výbojový prostor 19 a mezi střední dielektrickou elektrodou £ vytvořen vnitřní výbojový prostor 19 a mezi střední dielektrickou elektrodou £ a vnější kovovou elektrodou £ vnější výbojový prostor 20. Dielektrická elektroda 2 a střední dielektrická elektroda £ svými délkami přesahují rozsah výbojového prostoru.The dielectric electrode 2 is not slid on the inner metal electrode 6 and their mutual manufacturing tolerances are balanced by the thermoelectric conductive insert 6 to ensure their perfect contact. The middle dielectric electrode 6 is provided on the inner surface with an electrically conductive layer 6 onto which the high voltage distribution 6 is applied. A central discharge space 19 is formed by the central electrode arrangement between the dielectric electrode 2 and the central dielectric electrode 6, and an internal discharge space 19 is formed between the central dielectric electrode 6 and an external discharge space 20 between the central dielectric electrode 6 and the outer metal electrode 6. the length of the dielectric electrode 6 exceeds the range of the discharge space.

Vzduch nebo kyslík proudí přívodem £6 do rozdělovacího prostoru 17 vytvořeného částí nádoby 21 a druhým dnem 21b a odtud do vnitřního výbojového prostoru 19 a vnějšího výbojového prostoru 20. Současně probíhá přes elektricky vodivou vrstvu 6 elektrický výboj jednak od střední dielektrické elektrody £ přes vnitřní výbojový prostor 19 k vnitřní kovové elektrodě £ a jednak od střední dielektrické elektrody přes vnější výbojový prostor 20 k vnější kovové elektrodě £ za stálého chlazení vnitřní kovové elektrody £ a vnější kovové elektrody £. Kyslík proudící vnitřním výbojovým prostorem 19 a vnějším výbojovým prostorem 20 je elektrickým výbojem ionizován a vzniklý ozón ve směsi se vzduchem nebo kyslíkem proudí do shromažáovacího prostoru 25 a odtud je odváděn odvodem 18 z nádoby 21.Air or oxygen flows through inlet 6 into a distribution space 17 formed by a portion of the container 21 and a second bottom 21b and therefrom into the internal discharge space 19 and the external discharge space 20. At the same time an electrical discharge 6 occurs from the central dielectric electrode 6 through the internal discharge a space 19 to the inner metal electrode 6 and, on the other hand, from the central dielectric electrode through the outer discharge space 20 to the outer metal electrode 6 while cooling the inner metal electrode 6 and the outer metal electrode 6. The oxygen flowing through the internal discharge space 19 and the external discharge space 20 is ionized by the electric discharge, and the ozone formed mixed with air or oxygen flows into the collecting space 25 and is discharged therefrom through a discharge 18 from the vessel 21.

Zařízení podle vynálezu lze využit při úpravě a čištění vody, v chemickém, potravinářském a textilním průmyslu, dále ve zdravotnictví a dalších oborech průmyslu.The device according to the invention can be used in the treatment and purification of water, in the chemical, food and textile industries, as well as in the healthcare and other industries.

Claims

An ozone generating device comprising a closed container with internal built-in bulkheads containing at least one composite discharge electrode with two discharge compartments, characterized in that in the container (21) closed by the first bottom (21a) and the second bottom (21b) there are on the inner metal electrode (1) with one closed end, fixed by the open end in the second partition (11) of the container (21), a dielectric electrode (2) provided with a thermoelectric conductive insert (5) on the inner surface; ) provided on the inner surface with an electrically conductive layer (6) on which a high voltage distribution (7) is applied and an outer metal electrode (4) provided with a cooling ring (15) with an inlet (13) and a cooling water outlet (14) by means of a first partition (10) of the container (21) and a first bottom (21a) there is provided a cooling water container (9) provided with an inlet (8) and a tube (23) fixed in the opening of the first p a cooling water space (22) with an outlet (12) is formed between the first partition (10) and the second partition (11), and a portion of the container (21) the second bottom (21b) forms a distribution space (17) with an air or oxygen supply (16) and a part of the container (21) behind the inner discharge space (19) and the outer discharge space (20) with the second partition (11) with the removal (18) of a mixture of ozone, air and oxygen.

Device according to claim 1, characterized in that a dielectric electrode (2) is inserted on the inner metal electrode (1), on which the center dielectric electrode (3) is centered by the centering line (24), between the dielectric electrode (2) and an inner discharge space (19) is formed by a central dielectric electrode (3) and an outer discharge space (20) between the central dielectric electrode (3) and the outer metal electrode (4).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that a certain number of composite discharge electrodes fixed by the open ends of the internal metal electrodes (1) in the second partition (11) of the vessel (21) are each assigned a cooling water space (22), cooling ring (15), single distributor space (17) and single assembly space (25) ·

Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the dielectric electrode (2) and the central dielectric electrode (3) exceed the extent of the inner discharge space (19) and the outer discharge space (20) by their lengths.