RU100511U1

RU100511U1 - Ozone Generator

Info

Publication number: RU100511U1
Application number: RU2010130142/05U
Authority: RU
Inventors: Юрий Петрович Пичугин; Геннадий Гаврилович Телегин; Василий Геннадьевич Телегин
Priority date: 2010-07-19
Filing date: 2010-07-19
Publication date: 2010-12-20

Abstract

Генератор озона, содержащий комплект равномерно расположенных коронирующих электродов, выполненных из электропроводящего материала, по обеим сторонам каждого из которых расположены два сплошных индуцирующих электрода с диэлектрическими барьерами, отличающийся тем, что коронирующие электроды выполнены из отрезков круглого сечения и подключены с чередованием к источнику питания, а индуцирующие электроды к другому источнику питания. An ozone generator containing a set of uniformly arranged corona electrodes made of an electrically conductive material, on both sides of each of which are two continuous induction electrodes with dielectric barriers, characterized in that the corona electrodes are made of circular sections and are connected alternately to a power source, and inducing electrodes to another power source.

Description

Полезная модель относится к технике получения озона с помощью электрических разрядов и может быть использована для озонирования воды и нейтрализации вредных газов в воздухе.The utility model relates to techniques for producing ozone using electrical discharges and can be used to ozonize water and neutralize harmful gases in the air.

Известен генератор озона по патенту US 3801791, кл. С01В 13/12, 1964 г., содержащий подключенные к высоковольтному источнику переменного напряжения два электрода и расположенные на электродах со стороны разрядного зазора диэлектрические барьеры. Для получения озона сквозь разрядный зазор прокачивают воздух или кислород. Недостатком такого устройства является его низкий ресурс работы при интенсивной производительности. В процессе эксплуатации, как правило, из строя выходит барьер за счет электрического пробоя, что приводит к короткому замыканию между электродами. Основной причиной является ускоренное старение барьера. Барьер в озонаторе работает в сильном электрическом поле и ускоренное старение обусловлено микроразрядами барьерного разряда и электрохимическими процессами. Чем выше напряжение источника питания и соответственно производительность генератор озона, тем сильнее интенсивность старения диэлектрических барьеров.Known ozone generator according to patent US 3801791, cl. СВВ 13/12, 1964, containing two electrodes connected to a high-voltage source of alternating voltage and dielectric barriers located on the electrodes from the discharge gap side. To obtain ozone, air or oxygen is pumped through the discharge gap. The disadvantage of this device is its low resource with intensive performance. During operation, as a rule, the barrier breaks down due to electrical breakdown, which leads to a short circuit between the electrodes. The main reason is the accelerated aging of the barrier. The barrier in the ozonizer operates in a strong electric field and accelerated aging is caused by microdischarges of the barrier discharge and electrochemical processes. The higher the voltage of the power source and, accordingly, the performance of the ozone generator, the stronger the aging rate of the dielectric barriers.

Известен генератор озона, описанный в статье (C.Yamabe, К. Nakamura and K.Horii: "Generation of a large-volume atmospheric glow discharge in air by using double discharge", Xth Int, Conf. Gas Discharges and their Applicatiohs, Swansea (1992) 738-741), содержащей подключенные к высоковольтному источнику два индуцирующих электрода, между которыми расположены коронирующие электроды, подключенные к полюсу другого источника питания, второй полюс которого подключен к одному из индуцирующих электродов. Дополнительный разряд между коронирующими электродами и индуцирующим электродом приводит к более интенсивному разряду индуцирующих электродов (высокой производительности по озону) при более низком напряжении. Низкому уровню напряжения соответствует повышение ресурса.A known ozone generator is described in the article (C. Yamabe, K. Nakamura and K. Horii: "Generation of a large-volume atmospheric glow discharge in air by using double discharge", Xth Int, Conf. Gas Discharges and their Applicatiohs, Swansea (1992) 738-741) comprising two induction electrodes connected to a high voltage source, between which there are corona electrodes connected to a pole of another power source, the second pole of which is connected to one of the induction electrodes. An additional discharge between the corona electrodes and the induction electrode leads to a more intense discharge of the inducing electrodes (high performance in ozone) at a lower voltage. A low voltage level corresponds to an increase in resource.

Недостатком такой конструкции является отсутствие в разрядном промежутке диэлектрических барьеров и работа устройства становится нестабильной. Тлеющий характер разряда нарушается из-за контрагирования и разряд становится искровым, дуговым.The disadvantage of this design is the absence of dielectric barriers in the discharge gap and the operation of the device becomes unstable. The smoldering nature of the discharge is violated due to contraction and the discharge becomes a spark, arc.

Наиболее близким по конструктивному исполнению к заявляемому устройству является озонатор по патенту (RU 2263068, кл. С01В 13/11, 2005 г.), включающий комплект равномерно расположенных коронирующих электродов, выполненных в виде полосок из электропроводящего материала, по обеим сторонам которых расположены два сплошных индуцирующих электрода с диэлектрическими барьерами, причем коронирующие электроды параллельно подключены к одному полюсу источнику питания, а индуцирующие к другому.The closest in design to the claimed device is the ozonizer according to the patent (RU 2263068, class С01В 13/11, 2005), which includes a set of uniformly located corona electrodes made in the form of strips of electrically conductive material, on both sides of which are two solid inducing electrodes with dielectric barriers, and the corona electrodes are connected in parallel to one pole of the power source, and inducing to the other.

Озонатор, выбранный в качестве прототипа, имеет существенные недостатки. Озон образуется только за счет разряда между коронирующими и индуцирующими электродами. Между индуцирующими электродами отсутствует разряд, т.к. они подключены параллельно к одному полюсу источника питания. Это отрицательно сказывается на производительности и ресурсе работы озонатора.The ozonizer selected as a prototype has significant drawbacks. Ozone is formed only due to the discharge between the corona and induction electrodes. There is no discharge between the induction electrodes, as they are connected in parallel to one pole of the power source. This negatively affects the performance and life of the ozonizer.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение ресурса при высокой производительности озонатора.The technical result of the claimed utility model is to increase the resource with high performance ozonizer.

Поставленная задача достигается, тем, что в озонаторе, содержащем два сплошных индуцирующих электрода с диэлектрическими барьерами и комплект коронирующих электродов, последние выполнены из электропроводящего материала в виде изолированных отрезков круглого сечения и подключены с чередованием к источнику питания, а индуцирующие электроды к другому источнику питания.The task is achieved in that in an ozonizer containing two continuous induction electrodes with dielectric barriers and a set of corona electrodes, the latter are made of electrically conductive material in the form of isolated segments of circular cross section and are connected alternately to a power source, and the induction electrodes to another power source.

В такой конструкции происходит двойной разряд: основной - между индуцирующими электродами и дополнительный - между коронирующими электродами.In this design, a double discharge occurs: the main one is between the inducing electrodes and the additional one is between the corona electrodes.

Дополнительный разряд возможен за счет изоляции коронирующих электродов. Дополнительный разряд - выполняет функцию управляющего разряда. Чем интенсивнее дополнительный разряд, тем выше производительность озонатора от основного разряда.An additional discharge is possible due to the isolation of the corona electrodes. Additional discharge - performs the function of a control discharge. The more intense the additional discharge, the higher the performance of the ozonizer from the main discharge.

На фиг. схематически изображен генератор озона (в качестве примера взяты коронирующие электроды, выполненные из кабеля круглого сечения, наиболее распространенного и широко используемого в производстве кабелей).In FIG. The ozone generator is shown schematically (corona electrodes made of a cable of circular cross section, the most common and widely used in the manufacture of cables, are taken as an example).

Генератор озона содержит два индуцирующих электрода 1, два диэлектрических барьера 2, комплект коронирующих электродов 3, каждый из которых покрыт изоляцией 4. Для ограничения канала ввода и вывода озонируемого газа с боковых сторон используются вкладыши 5. Источник переменного высоковольтного напряжения 6 подключен к индуцирующим электродам 2. Другой источник переменного высоковольтного переменного напряжения 7 подключен к коронирующим электродам 3 с чередование полярности.The ozone generator contains two induction electrodes 1, two dielectric barriers 2, a set of corona electrodes 3, each of which is coated with insulation 4. Inserts 5 are used to limit the input and output channels of the ozonized gas from the sides 5. An alternating high-voltage voltage source 6 is connected to the induction electrodes 2 Another source of alternating high-voltage alternating voltage 7 is connected to the corona electrodes 3 with alternating polarity.

Озонатор работает следующим образом. Заданный поток рабочего газа поступает в канал. Далее он проходит в разрядный зазор, образованный поверхностями барьеров 2. При подаче высокого напряжения U₆ от источника питания 6 на индуцирующие электроды 1 возникает объемный барьерный разряд. Одновременно при подаче высокого напряжения U₇ от источника питания 7 на коронирующие электроды 3 образуется второй менее интенсивный барьерный разряд. За счет второго разряда интенсифицируется основной разряд. В итоге при меньшем напряжении, т.е. при более высоком ресурсе работы озонатора повышается его производительность. Если источник 7 регулируемый, тогда изменяя интенсивность дополнительного разряда можно менять производительность озонатора при одинаковом напряжении на индуцирующих электродах. Источники питания 6 и 7 могут иметь общие подключения к одному из индуцирующих электродов 1. В этом случае образуются дополнительные разряды между коронирующими 3 и индуцирующими электродами 1. Картина электрического поля в разрядном промежутке искажается. В итоге снижается ресурс, усложняется регулирование производительности озонатора.The ozonizer works as follows. A predetermined flow of working gas enters the channel. Then it passes into the discharge gap formed by the surfaces of the barriers 2. When a high voltage U _{6 is} supplied from the power supply 6 to the induction electrodes 1, a volume barrier discharge arises. At the same time, when a high voltage U _{7 is} applied from the power source 7 to the corona electrodes 3, a second less intense barrier discharge is formed. Due to the second discharge, the main discharge is intensified. As a result, at a lower voltage, i.e. with a higher service life of the ozonizer, its productivity increases. If the source 7 is adjustable, then changing the intensity of the additional discharge, you can change the performance of the ozonizer at the same voltage on the inducing electrodes. Power supplies 6 and 7 can have common connections to one of the inducing electrodes 1. In this case, additional discharges are formed between the corona 3 and induction electrodes 1. The picture of the electric field in the discharge gap is distorted. As a result, the resource is reduced, the regulation of the performance of the ozonizer is complicated.

В лабораторных условиях был создан и испытан действующий макет предлагаемого устройства. Испытание осуществлялось при частоте 400 Гц. Активная площадь газоразрядной камеры 2 дм²; высота разрядного зазора 3 мм; толщина стеклотекстолитовых барьеров 1 мм.In laboratory conditions, a working model of the proposed device was created and tested. The test was carried out at a frequency of 400 Hz. Active area of the gas discharge chamber 2 dm ² ; discharge gap height 3 mm; thickness of fiberglass barriers 1 mm.

Получено семейство вольтамперных характеристик при регистрации производительности по озону.A family of current-voltage characteristics was obtained for recording ozone productivity.

В качестве примера могут быть приведены следующие результаты: при U₆=6 кВ и U₇=4 кВ производительность по озону Q=4 г/час. Отдельно были измерены производительности только от индуцирующих электродов и только от коронирующих электродов:The following results can be given as an example: at U ₆ = 6 kV and U ₇ = 4 kV, the ozone productivity is Q = 4 g / h. Separately, performance was measured only from inducing electrodes and only from corona electrodes:

U₆-6 кВ; U₇=0 кВ; Q=1 г/ч U ₆ -6 kV; U ₇ = 0 kV; Q = 1 g / h

U₆=0 кВ; U₇=4 кВ; Q=0,5 г/ч.U ₆ = 0 kV; U ₇ = 4 kV; Q = 0.5 g / h.

Производительность Q=4 г/ч при отсутствии дополнительного разряда U₇=0 достигалась при U₆=11 кВ.Productivity Q = 4 g / h in the absence of an additional discharge U ₇ = 0 was achieved at U ₆ = 11 kV.

Claims

An ozone generator containing a set of uniformly arranged corona electrodes made of an electrically conductive material, on both sides of each of which are two continuous induction electrodes with dielectric barriers, characterized in that the corona electrodes are made of circular sections and are connected alternately to a power source, and inducing electrodes to another power source.