ES2951972T3 - Un generador de ozono de baja frecuencia - Google Patents

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ES2951972T3 ES20706719T ES20706719T ES2951972T3 ES 2951972 T3 ES2951972 T3 ES 2951972T3 ES 20706719 T ES20706719 T ES 20706719T ES 20706719 T ES20706719 T ES 20706719T ES 2951972 T3 ES2951972 T3 ES 2951972T3
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Abstract

La presente invención se refiere a un método para operar un generador de ozono, un conjunto de transformador y un aparato generador de ozono configurado para funcionar en un rango de frecuencia operativa entre 25 y 40 kHz, tal como entre 30 y 40 kHz. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Un generador de ozono de baja frecuencia
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un aparato generador de ozono configurado para ser operado en un rango de frecuencia operacional entre 30-40 kHz.
La presente invención también se refiere a un método de funcionamiento de un aparato generador de ozono a una frecuencia entre 30-40 kHz.
La presente invención también se refiere a un ensamblaje de transformador, como un transformador de alta potencia configurado para proporcionar o adaptado para proporcionar potencia dentro de un rango de frecuencia entre 30-40 kHz. Antecedentes de la Invención
Una instalación exitosa de tratamiento de agua con ozono depende de la capacidad de asegurar el nivel requerido de ozono en el agua en todo momento.
La eliminación correcta de metales pesados de aguas subterráneas contaminadas, la eliminación adecuada de sólidos coloidales, los compuestos orgánicos disueltos y la transformación de nitrito en nitrato en los sistemas de acuicultura y las soluciones eficientes a los problemas municipales de tratamiento de agua con ozono dependen de la capacidad de asegurar el nivel requerido de ozono en el agua en todo momento.
Los aparatos generadores de ozono se utilizan preferentemente a una frecuencia superior al rango audible para los seres humanos, véanse, por ejemplo, WO0220398 y WO0053529, o en el rango de frecuencias entre 15-25 kHz, como se divulgó, por ejemplo, en WO2008/074767 y US2001046459A1, estos documentos también divulgan ejemplos de un transformador para ser utilizado con un aparato generador de ozono.
El funcionamiento a alta frecuencia también es deseable ya que tiene la ventaja de requerir tensiones de funcionamiento más bajas para una potencia de entrada dada en comparación con el funcionamiento a baja frecuencia, como reveló, por ejemplo, Kogelschatz en Química del Plasma y Procesamiento del Plasma, Vol 23, (1): (1-46).
Sin embargo, los generadores de ozono que funcionan a alta frecuencia no siempre aseguran la liberación del nivel requerido de ozono. Por ejemplo, la liberación real de ozono, es decir, la concentración de ozono liberado, puede ser, en algunos casos, inferior a un valor establecido o inferior a los límites aceptables.
Por lo tanto, un generador de ozono mejorado sería ventajoso, y en particular un aparato generador de ozono más eficiente y confiable capaz de asegurar el nivel requerido de ozono en el agua a tratar en todo momento, sería ventajoso.
Objeto de la invención
Un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato generador de ozono capaz de asegurar el nivel requerido de ozono en el agua a tratar en todo momento.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método para operar un aparato generador de ozono capaz de asegurar el nivel requerido de ozono en el agua a tratar en todo momento.
Un objeto adicional de la presente solicitud es proporcionar un ensamblaje de transformador para alimentar un aparato generador de ozono capaz de asegurar el nivel requerido de ozono en el agua a tratar en todo momento.
Un objeto de la presente invención también puede ser visto como proporcionar una alternativa a la técnica anterior. En particular, puede considerarse como un objeto adicional de la presente invención proporcionar un aparato generador de ozono, un ensamblaje de transformador para alimentar un aparato generador de ozono y un método de funcionamiento de un aparato generador de ozono que resuelve los problemas antes mencionados de la técnica anterior al ser configurado para ser operado en un rango de frecuencia operacional entre 30-40 kHz.
Breve descripción de la invención
Por lo tanto, se pretende que el objeto descrito anteriormente y varios otros objetos sean obtenidos en un primer aspecto de la invención mediante el suministro de un aparato generador de ozono de acuerdo con la reivindicación 1.
Por ejemplo, la frecuencia operativa puede estar entre 31 y 37 kHz.
En busca de optimizaciones en el campo de la generación de ozono, los inventores notaron que la disminución de la frecuencia de operación aumenta la productividad del generador de ozono.
En general, el funcionamiento a baja frecuencia no es deseable ya que el funcionamiento de un generador de ozono a alta frecuencia tiene la ventaja de tensiones de funcionamiento más bajas para una potencia de entrada dada.
Además, la disminución de la frecuencia operativa aumenta el ruido audible producido por la unidad generadora de ozono. De hecho, los aparatos generadores de ozono se operan preferentemente a una frecuencia muy por encima del rango audible para los seres humanos. Los inventores, en busca de la optimización en el campo de la generación de ozono, investigaron el rango de frecuencia operacional en relación con el ruido de fondo no deseado producido durante la operación y en relación con la liberación óptima de ozono.
Así, los inventores identificaron un rango de frecuencia en el que la correspondencia entre el valor establecido y el valor real de la liberación de ozono se optimiza para la perturbación operativa audible mínima.
El aparato generador de ozono según el primer aspecto de la invención comprende una fuente de alimentación de CA de baja frecuencia y alta tensión, como un transformador de alta potencia o un ensamblaje de transformador, configurado o adaptado para proporcionar entre 50 y 800 vatios a una frecuencia entre 30 y 40 kHz a la unidad generadora de ozono. Por ejemplo, la fuente de alimentación de CA de alta tensión puede configurarse o adaptarse para proporcionar entre 50 y 800 vatios a una frecuencia entre 31 y 37 kHz.
La presencia de la fuente de alimentación de CA de alta tensión configurada o adaptada para proporcionar entre 50 y 800 vatios permite la frecuencia operativa entre 30 y 40 kHz de la unidad generadora de ozono.
La fuente de alimentación de CA de alta tensión de la invención puede denominarse en la presente como transformador de alta potencia, como transformador o como ensamblaje de transformador.
En relación con la estructura de la unidad generadora de ozono, como la unidad de electrodo de alta tensión, el primer y segundo elementos dieléctricos y el primer y segundo electrodos de tierra, se hace referencia a las estructuras y elementos descritos en WO 02/20398.
El primer y segundo elementos dieléctricos pueden ser capas de polímero, como una capa delgada de materiales poliméricos, por ejemplo, láminas de politetrafluoroetileno (PTFE).
En algunas realizaciones, la unidad de electrodo de alto voltaje se encuentra entre el primer y el segundo elementos dieléctricos.
El primer y el segundo elementos dieléctricos pueden estar situados a una distancia de la unidad de electrodo de alta tensión dentro de un rango entre 0,01 y 0,5 milímetros, como entre 0,01 y 0,4 milímetros, por ejemplo entre 0,01 y 0,3 milímetros, como entre 0,01 y 0,1.
En otras realizaciones, el primer y el segundo elementos dieléctricos pueden separarse una parte de la unidad de electrodo de alta tensión por uno o más elementos espaciadores.
El primer y el segundo elementos dieléctricos pueden estar separados una parte de la unidad de electrodo de alta tensión por uno o más elementos espaciadores dentro de 0,01 y 0,5 milímetros, como entre 0,01 y 0,4 milímetros, por ejemplo entre 0,01 y 0,3 milímetros, como entre 0,01 y 0,1.
El primer y segundo elementos dieléctricos pueden estar dispuestos en ambos lados del electrodo de alta tensión. En algunas realizaciones, el primer y segundo electrodos de tierra delimitan, con el primer y segundo dieléctricos, una primera y una segunda cámaras de reacción.
La primera y segunda cámaras de reacción pueden comprender cada una, una entrada para suministrar gas de oxígeno o gas que contiene oxígeno y una salida para liberar gas de ozono.
La superficie externa de la primera y segunda cámaras de reacción puede estar compuesta por elementos de refrigeración, como aletas de refrigeración.
En algunas realizaciones, la refrigeración por aire se puede utilizar sola o en combinación con la refrigeración por agua, lo que aumenta la eficiencia de la unidad generadora de ozono.
En algunas otras realizaciones, la refrigeración por agua se puede utilizar sola para enfriar la unidad generadora de ozono. La unidad de electrodo de alta tensión puede estar dispuesta como un recubrimiento metálico en el primer y/o segundo dieléctricos.
En algunas otras realizaciones, la unidad de electrodo de alta tensión es una lámina de metal o una hoja de metal.
En algunas realizaciones adicionales, el primer y segundo elementos dieléctricos pueden estar en contacto con una superficie interna de la primera y segunda cámaras de reacción.
La configuración específica mencionada anteriormente tiene la ventaja de que el calor producido durante la producción de ozono se puede disipar de manera más eficiente a medida que el intercambio de calor entre los electrodos de tierra enfriados que forman parte de la primera y segunda cámaras de reacción y el primer y segundo elementos dieléctricos en contacto con la superficie interna de la primera y segunda cámaras de reacción es más eficiente.
En un segundo aspecto, la invención se relaciona con un método de operar un aparato generador de ozono de acuerdo con la reivindicación 13.
En algunas realizaciones, de acuerdo con el segundo aspecto de la invención, el funcionamiento del aparato generador de ozono de acuerdo con el primer aspecto de la invención comprende: suministrar un flujo de fluido que contiene gas de oxígeno a la unidad generadora de ozono; controlar el flujo de fluido que contiene gas de oxígeno; controlar una alimentación suministrada desde un aparato de alimentación al generador de ozono a una frecuencia entre 30 y 40 kHz.
En algunas realizaciones del método de funcionamiento del aparato generador de ozono de acuerdo con el segundo aspecto de la invención, el funcionamiento del generador de ozono comprende: suministrar un flujo de fluido que contiene gas de oxígeno al generador de ozono; controlar el flujo de fluido que contiene gas de oxígeno; controlar una alimentación suministrada desde un aparato de alimentación al generador de ozono a una frecuencia entre 30 y 40 kHz.
En otras realizaciones del primer o segundo aspectos de la invención, la frecuencia de operación es una frecuencia entre 31 y 40 kHz, como una frecuencia entre 32 y 35 kHz.
En un tercer aspecto, la invención se refiere a un ensamblaje de transformador de acuerdo con la reivindicación 16.
El ensamblaje de transformador de acuerdo con el tercer aspecto comprende un núcleo de tipo carcasa de ferrita que rodea un devanado primario y un devanado secundario. El devanado primario tiene menos de 14 vueltas y el devanado secundario tiene más de 107 vueltas. El núcleo de tipo carcasa de ferrita tiene un espacio libre de aire inferior a 2,0 mm.
En algunas realizaciones, el núcleo de tipo carcasa de ferrita comprende al menos dos partes separadas entre sí por un espacio libre de aire inferior a 2,0 mm.
Los inventores diseñaron el transformador de alta potencia considerando que la frecuencia operativa de la unidad generadora de ozono depende de la capacitancia en el reactor y la inductancia en el lado secundario en el transformador de alta tensión. La inductancia en el lado primario en el transformador de alta tensión y la inductancia en serie también tienen cierta influencia en la frecuencia operativa de la unidad generadora de ozono.
Para modificar la frecuencia operativa, la invención utiliza un ensamblaje de transformador con inductancia aumentada.
Una aproximación de la inductancia se puede calcular mediante la fórmula siguiente:
Figure imgf000004_0002
jo es una constante física y no se puede modificar. Las dimensiones mecánicas del ensamblaje de transformador están limitadas por el tamaño de la unidad generadora de ozono. Además, el núcleo de ferrita en el ensamblaje de transformador también tiene una dimensión predefinida que no se puede cambiar.
En la práctica, de acuerdo con la fórmula anterior significa que no es posible modificar
Figure imgf000004_0001
(constante geométrica del núcleo) y Ae (el área del núcleo). je es la constante del material utilizado, siendo ferrita de última generación.
La solución de la invención es cambiar N (número de vueltas del devanado primario) y G (el espacio de aire del núcleo).
Sin embargo, la restricción de la dimensión mecánica de la unidad generadora implica que no hay espacio para aumentar el número de vueltas en el devanado secundario en el transformador sin disminuir el número de vueltas en el devanado primario. La solución de la invención era modificar el número de vueltas en el devanado primario, por ejemplo reduciéndolo en un número determinado, como reducirlo en 1, 2 , 3 , 4 o 5 vueltas desde el valor utilizado actualmente en ensamblajes de transformadores que tienen una frecuencia operativa de =45 kHz, siendo esto por ejemplo alrededor de 14 vueltas.
Esto dejó suficiente espacio para modificar el número de vueltas de los devanados secundarios, por ejemplo aumentándolo en un cierto número, como aumentándolo en 1, 2, 3, 4 o 5 vueltas desde el valor actualmente utilizado en ensamblajes de transformadores que tienen una frecuencia operativa de =45 kHz, siendo esto por ejemplo alrededor de 107.
La reducción del espacio en el transformador aumenta el flujo magnético en el núcleo. La disminución de la frecuencia aumenta el flujo magnético, lo que conduce a un aumento de las pérdidas en el núcleo. Por otro lado, la disminución de la frecuencia reduce el número de cambios en la dirección del flujo. Esto, por el contrario, reduce las pérdidas. De esta manera, se modificó el espacio, tal como se redujo en 0,25, 0,5, 0,75, 1, 1,1, 1,2 mm del valor utilizado actualmente en ensamblajes de transformadores que tienen una frecuencia operativa de « 45 kHz, siendo esto por ejemplo alrededor de 2,1 - 2,2 mm.
Por lo tanto, el tercer aspecto de la invención se refiere a un ensamblaje de transformador que comprende un núcleo de tipo carcasa de ferrita que rodea un devanado primario y un devanado secundario, donde los devanados primarios tienen un número de vueltas inferiores a 14 y el devanado secundario tiene un número de vueltas superiores a 107 y el núcleo de tipo carcasa de ferrita tiene un espacio de aire inferior a 2 mm.
Al disminuir el espacio y aumentar el número de vueltas en el devanado secundario y disminuir el número de vueltas en el devanado primario, la frecuencia operativa se redujo de «45 kHz « a 30kHz.
Esta modificación puede aumentar ligeramente la temperatura de funcionamiento. Sin embargo, el aumento de la temperatura de funcionamiento puede reducirse mediante soluciones de refrigeración mejoradas.
El primero, segundo, tercero y otros aspectos y realizaciones de la presente invención pueden combinarse con cualquiera de los otros aspectos y realizaciones. Estos y otros aspectos de la invención serán aparentes y aclarados con referencia a las realizaciones descritas a continuación.
Queda, que el alcance de la invención está definido por las reivindicaciones.
Breve descripción de las figuras
El generador de ozono, el método de funcionamiento del generador de ozono y el ensamblaje de transformador según la invención se describirán ahora con más detalle con respecto a las figuras que lo acompañan. Las cifras muestran una forma de implementar la presente invención y no deben interpretarse como limitantes a otras posibles realizaciones que entran dentro del alcance del conjunto de reivindicaciones adjunto.
La FIGURA 1 muestra una sección transversal de una unidad generadora de ozono de acuerdo con algunas realizaciones de la invención.
La FIGURA 2 muestra una sección transversal de una unidad generadora de ozono de acuerdo con algunas otras realizaciones de la invención.
La FIGURA 3 muestra un gráfico de la frecuencia operativa frente a la ponderación del ruido audible y la relación entre el valor establecido y el valor real de la producción de ozono.
La FIGURA 4 es una vista en perspectiva del ensamble de transformador de acuerdo con algunas realizaciones de la invención.
La FIGURA 5 es una vista en perspectiva del ensamble de transformadores de acuerdo con algunas realizaciones de la invención.
La FIGURA 6 es un diagrama de flujo de un método para operar un generador de ozono de acuerdo con algunas realizaciones de la invención.
Descripción detallada de la invención
La FIGURA 1 muestra una unidad generadora de ozono 27 que comprende una primera hoja de PTFE 23 y una segunda hoja de PTFE 24 que rodea un electrodo de alta tensión 16.
La primera y la segunda cámaras de reacción, en las que se genera ozono, están delimitadas por la primera hoja de PTFE 23 y la segunda hoja de PTFE 24 en un lado y la superficie interna de los electrodos de alojamiento o de tierra 14 y 15, respectivamente. El gas de oxígeno entra en la unidad generadora de ozono 27 a través de las entradas 19 y 20, se expone a la descarga corona en la primera y segunda cámaras de reacción lo que conduce a la formación de gas de ozono que se libera a través de las salidas de ozono 21 y 22, respectivamente.
Los electrodos de alojamiento o de tierra 14 y 15 se enfrían a través de la refrigeración por agua que fluye en las cámaras de refrigeración por agua 11 y 13. Las cámaras de refrigeración por agua 11 y 13 están definidas por huecos en la superficie externa de los electrodos de tierra 14 y 15 cubiertos por las tapas 10 y 12.
Las redes u hojas de acero inoxidable 25 y 26 se encuentran entre la superficie interna de los electrodos de tierra 14 y 15 y la primera hoja de PTFE 23 y la segunda hoja de PTFE 24. Las redes u hojas de acero inoxidable 25 y 26 son estructuras promotoras de efecto corona que promueven la descarga entre los electrodos.
Los anillos de PTFE de soporte 17 y 18 están dispuestos entre los electrodos de tierra 14 y 15.
Los anillos de PTFE de soporte pueden tener la función de espaciadores, lo que garantiza la formación de cámaras de reacción entre los electrodos de tierra y el electrodo de alta tensión.
La FIGURA 2 muestra una unidad generadora de ozono 45 que comprende una primera hoja de PTFE 43 y una segunda hoja de PTFE 44 que rodea un electrodo de alta tensión 36.
La primera y la segunda cámaras de reacción, en las que se genera ozono, están delimitadas por la primera hoja de PTFE 43 y la segunda hoja de PTFE 44 en un lado y la superficie interna de los electrodos de alojamiento o de tierra 34 y 35, respectivamente. El gas de oxígeno entra en la unidad generadora de ozono 45 a través de las entradas 39 y 40, se expone a la descarga corona en la primera y segunda cámaras de reacción lo que conduce a la formación de gas de ozono que se libera a través de las salidas de ozono 41 y 42, respectivamente.
Los electrodos de alojamiento o de tierra 34 y 35 se enfrían a través de la refrigeración por agua que fluye en las cámaras de refrigeración por agua 31 y 33. Las cámaras de refrigeración por agua 31 y 33 están definidas por huecos en la superficie externa de los electrodos de tierra 34 y 35 cubiertos por las tapas 30 y 32.
Los anillos de PTFE de soporte 37 y 38 están dispuestos entre los electrodos de tierra 34 y 35.
La unidad generadora de ozono 45 tiene la primera y segunda hojas de PTFE 43 y 44 en contacto con una superficie interna de la primera y segunda cámaras de reacción, es decir, con la superficie interna de los electrodos de tierra 34 y 35.
Esta configuración permite un enfriamiento mejorado y eficiente de las hojas de PTFE al estar en contacto con la superficie interna de los electrodos de tierra que se enfría externamente con agua.
La FIGURA 3 muestra un gráfico de la frecuencia operativa frente a la ponderación del ruido audible y una relación entre un valor real y un valor establecido de producción de ozono.
El eje X representa la frecuencia operativa, en Hz, de un generador de ozono según el primer aspecto de la invención. El eje Y1 es un valor de ponderación de la reducción del ruido audible en dBa.
La línea 1 representa una recopilación de datos de generadores de ozono operados a diferentes frecuencias frente a la reducción de ruido.
Se puede notar que el aumento de la frecuencia entre 10 kHz y 30 kHz produce una reducción sustancial del ruido, es decir, hasta - 32,5 dBa. Un aumento adicional a 40 kHz proporciona una reducción adicional de hasta - 37,5 dBa. Un aumento adicional en la frecuencia operativa no reduce sustancialmente el ruido audible por los seres humanos, que es producido por el generador de ozono.
El eje Y2 es la relación entre un valor real de producción de ozono y un valor establecido de producción de ozono Oav/Osv a una concentración de ozono de 200 gr de 03/Nm3, a 2 bares, 100 % de capacidad de liberación de ozono.
El valor 100 en el eje Y2 representa la condición cuando el valor establecido corresponde al valor real, por lo tanto, para un valor establecido de 200 gr de 03/Nm3, el valor real del ozono liberado es de 200 gr de 03/Nm3. Los valores inferiores a 100 corresponden a condiciones en las que el valor establecido es superior a la liberación real de ozono, es decir, se libera menos ozono en comparación con el valor establecido.
Los valores superiores a 100 corresponden a condiciones en las que el valor establecido es inferior a la liberación real de ozono, es decir, se libera más ozono en comparación con el valor establecido.
La línea 2 muestra la correspondencia entre los valores establecidos y los valores reales en función de la frecuencia operativa.
Se puede notar que cuanto mayor sea la frecuencia operativa, peor será la correspondencia entre el valor establecido y el valor real de ozono liberado.
De hecho, a alta frecuencia, por ejemplo, a 60 kHz, el valor correspondiente de 90 significa que para un valor establecido de 200 gr de 03/Nm3 solo se liberan 180 gr de 03/Nm3.
La reducción de la frecuencia operativa mejora la correspondencia entre el valor establecido y el valor real del ozono liberado.
Por ejemplo, para una frecuencia operativa de 30 kHz, el valor correspondiente de 102 significa que para un valor establecido de 200 gr O3/Nm3, se liberan 204 gr O3/Nm3. Dentro de los límites aceptables de desviación entre el valor establecido y el real, es decir, 100 /- 2, la frecuencia operativa entre 30 y 40 kHz se encontró sorprendentemente como la frecuencia que proporciona el ruido audible más bajo, es decir, la reducción más alta en dBa, es decir, entre - 32,5 dBa y - 37,5 dBa.
Así, los inventores configuraron el generador de ozono para funcionar con una frecuencia entre 30 y 40 kHz.
En la FIGURA 4, el ensamblaje de transformador 5 de acuerdo con algunas realizaciones de la invención comprende un núcleo de ferrita que tiene dos partes 3 y 6 separadas por una almohadilla de espacio 7 y devanados primario y secundario 4 y 8.
La FIGURA 5 es una vista en perspectiva del ensamblaje de transformador 5 mostrado en una vista despiezada en la FIGURA 4.
La FIGURA 6 es un diagrama de flujo de un método de funcionamiento de un generador de ozono 9, el aparato generador de ozono de acuerdo con el primer aspecto de la invención, el método comprende el funcionamiento del aparato generador de ozono a una frecuencia entre 30 y 40 kHz.
El funcionamiento del generador de ozono comprende:
- S1, suministrar un flujo de fluido que contiene gas de oxígeno al generador de ozono;
- S2, controlar el flujo de fluido que contiene gas de oxígeno;
- S3, controlar una potencia suministrada desde un aparato de alimentación al generador de ozono a una frecuencia entre 30 y 40 kHz.
Aunque la presente invención ha sido descrita en relación con las realizaciones especificadas, no debe interpretarse como limitada de ninguna manera a los ejemplos presentados. El alcance de la presente invención se establece en el conjunto de reivindicaciones que lo acompaña. En el contexto de las reivindicaciones, los términos “comprendiendo” o “comprende” no excluyen otros posibles elementos o pasos. Además, la mención de referencias como “uno” o “una”, etc., no debe interpretarse como una exclusión de una pluralidad. El uso de signos de referencia en las reivindicaciones con respecto a los elementos indicados en las figuras tampoco se interpretará como una limitación del alcance de la invención.

Claims (16)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato generador de ozono que comprende
- una unidad generadora de ozono (27, 45) que comprende
◦ una unidad de electrodo de alta tensión (16, 36);
◦ un primer (23, 43) y segundo (24, 44) elementos dieléctricos;
◦ un primer (14, 34) y segundo (15, 35) electrodos de tierra;
donde dicha unidad de electrodo de alta tensión se encuentra entre dicho primer elemento dieléctrico y dicho segundo elemento dieléctrico
- donde dicha unidad generadora está configurada para funcionar en un rango de frecuencia operacional entre 30 y 40 kHz;
caracterizado porque
el aparato comprende además:
- una fuente de alimentación de CA de baja frecuencia y alta tensión, siendo un ensamblaje de transformador, configurado para proporcionar entre 50 y 800 vatios a una frecuencia entre 30 y 40 kHz a la unidad generadora de ozono.
2. El aparato generador de ozono de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho primer y segundo elementos dieléctricos se encuentran a una distancia de dicha unidad de electrodo de alta tensión dentro de un rango entre 0,01 y 0,1 milímetros, tal como entre 0,01 y 0,075 milímetros.
3. El aparato generador de ozono de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho primer y segundo elementos dieléctricos están separados de dicha unidad de electrodo de alta tensión por uno o más elementos espaciadores.
4. El aparato generador de ozono de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho primer y segundo elementos dieléctricos están dispuestos en ambos lados de dicha unidad de electrodo de alta tensión.
5. El aparato generador de ozono de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho primer electrodo y segundo electrodo de tierra delimitan una primera y una segunda cámara de reacción con dicho primer y segundo elementos dieléctricos.
6. El aparato generador de ozono de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicha unidad de electrodo de alta tensión está dispuesta como un recubrimiento metálico en dicho primer y dicho segundo elementos dieléctricos.
7. El aparato generador de ozono de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 5, donde dicha unidad de electrodo de alta tensión es una lámina de metal o una hoja de metal.
8. El aparato generador de ozono de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, donde dicha primera y segunda cámaras de reacción comprenden cada una al menos una entrada (19, 20, 39, 40) para suministrar gas de oxígeno u oxígeno que contenga gas y al menos una salida (21, 22, 41, 42) para liberar gas de ozono.
9. El aparato generador de ozono de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, donde una superficie externa de dicha primera y segunda cámaras comprenden elementos de refrigeración, tales como aletas de refrigeración.
10. El aparato generador de ozono de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, donde dicho primer y segundo elementos dieléctricos están en contacto con una superficie interna de dicha primera y segunda cámaras de reacción.
11. El aparato generador de ozono de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho ensamblaje de transformador es un transformador de alta potencia.
12. El aparato generador de ozono de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho ensamblaje de transformador es un transformador de alta potencia que comprende un núcleo de tipo carcasa de ferrita que rodea un devanado primario y un devanado secundario, donde dicho devanado primario tiene un número de vueltas por debajo de 14 y dicho devanado secundario tiene un número de vueltas por encima de 107 y dicho núcleo de tipo carcasa de ferrita tiene un espacio de aire menor de 2 mm.
13. El método para operar un aparato generador de ozono, dicho aparato generador de ozono de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 12, dicho método comprende:
operar dicho aparato generador de ozono a una frecuencia entre 30 y 40 kHz.
14. El método para operar un aparato generador de ozono de conformidad con la reivindicación 13, donde dicho paso de operación comprende:
- suministrar un flujo de fluido que contenga gas de oxígeno a dicho aparato generador de ozono;
- controlar dicho flujo de fluido que contiene gas de oxígeno;
- controlar una potencia suministrada desde la fuente de alimentación a dicho generador de ozono a una frecuencia entre 30 y 40 kHz.
15. El método para operar un aparato generador de ozono de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 13 y 14, donde dicha frecuencia es una frecuencia entre 31 y 40 kHz, tal como una frecuencia entre 32 y 35 kHz.
16. El ensamblaje de transformador, siendo un transformador de alta potencia configurado para proporcionar energía eléctrica entre 50 y 800 vatios dentro de un rango de frecuencia entre 30 y 40 kHz al generador de ozono de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, dicho ensamblaje de transformador comprende un núcleo de tipo carcasa de ferrita que rodea un devanado primario y un devanado secundario, donde dicho devanado primario tiene un número de vueltas inferior a 14 y dicho devanado secundario tiene un número de vueltas superior a 107 y dicho núcleo de tipo carcasa de ferrita tiene un espacio de aire inferior a 2 mm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0200313B1 (en) 1985-04-01 1990-01-17 Honeywell Inc. Forceless non-contacting power transformer
GB2269279A (en) 1992-08-01 1994-02-02 Coolite Ltd Fluorescent Tube Starting and Operating Circuit
US6002319A (en) 1997-09-04 1999-12-14 Tdk Corporation Inductance device with gap
SE514694C2 (sv) * 1999-03-05 2001-04-02 Ozonator Ltd Anordning och förfarande för generering av ozon där tryckförändringar utjämnas
KR100302357B1 (ko) 1999-05-19 2001-10-29 손동준 오존발생용 코로나방전구조체 및 그에 의한 오존발생방법
US20010046459A1 (en) * 1999-09-21 2001-11-29 St. Onge Benedict B. High efficiency ozone generator
WO2002020398A1 (en) * 2000-09-06 2002-03-14 Ozonator Limited Electrode unit for use in ozone generator and ozone generator
JP4948007B2 (ja) * 2006-03-22 2012-06-06 住友精密工業株式会社 オゾン発生装置用放電セル
CA2742406C (en) 2006-12-20 2014-08-19 Primozone Production Ab High voltage transformer
JP5193086B2 (ja) 2008-07-04 2013-05-08 株式会社荏原製作所 放電セル放電回路及び放電セル放電回路制御システム
US8663569B2 (en) * 2010-12-21 2014-03-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Ozone generating apparatus
US9302912B2 (en) 2012-03-28 2016-04-05 Mks Instruments, Inc. Compact, configurable power supply for energizing ozone-producing cells
JP6380745B2 (ja) * 2013-08-29 2018-08-29 Tdk株式会社 トランス
SE540004C2 (en) * 2016-08-05 2018-02-20 Ozone Inventions Ltd OZONE GENERATOR UNIT AND SYSTEM
DE112017005808T5 (de) * 2016-11-17 2019-09-05 Sony Corporation Elektronische komponente, energieversorgungsvorrichtung und verfahren zur herstellung einer spule

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