RU2180315C1

RU2180315C1 - Tubular ozonizer

Info

Publication number: RU2180315C1
Application number: RU2001106309A
Authority: RU
Inventors: В.В. Макаровский; А.В. Штыков; И.Е. Аблаев
Original assignee: Макаровский Владимир Владимирович; Штыков Андрей Валентинович; Аблаев Игорь Евгеньевич
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2002-03-10

Abstract

FIELD: ozone producers. SUBSTANCE: ozonizer has housing that accommodates glass tube holding inside coaxially arranged metal tube; space between glass tube and housing is filled with medium of high thermal conductivity (metal filings); housing is provided with heat-transfer ribs; metal tube carries liquid coolant for cooling it down. Ozonizer is designed to raise ozone concentration in airozone mixture to 90 g/cu. cm; discharger parts are easy to manufacture and do not require high precision nor additional coatings. EFFECT: enlarged functional capabilities, facilitated manufacture, reduced size and weight of ozonizer. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для получения озона, в частности к озонаторам трубчатого типа. The invention relates to devices for producing ozone, in particular to tubular type ozonizers.

Известен трубчатый озонатор "Ван дер Маде", содержащий корпус с набором стеклянных трубок с напыленным проводящим покрытием, являющимися электродами низкого напряжения и охлаждаемыми водой. Внутри них расположены стальные трубки, являющиеся электродами высокого напряжения. Между трубками находится разрядный промежуток, в который с одного конца поступает воздух, а с другого - выпускается озон. (В. Ф. Кожинов "Установки для озонирования воды", М.: Стройиздат, 1968 г., с. 73-74). Known tubular ozonizer "Van der Made", containing a housing with a set of glass tubes with a sprayed conductive coating, which are low voltage electrodes and cooled by water. Inside them are steel tubes, which are high voltage electrodes. Between the tubes there is a discharge gap, into which air enters from one end, and ozone is discharged from the other. (V.F. Kozhinov "Installations for ozonation of water", Moscow: Stroyizdat, 1968, p. 73-74).

Недостатком данной конструкции является низкая концентрация озона (15-30 г/м³) из-за того, что охлаждается только один электрод, большие габариты (до 30 трубок), чтобы получить достаточную производительность. Кроме того, при больших токах разряда, чтобы не было разрушения стеклянных трубок, требуется высокая точность изготовления как их поверхностей, так и поверхностей стальных трубок.The disadvantage of this design is the low concentration of ozone (15-30 g / m ³ ) due to the fact that only one electrode is cooled, large dimensions (up to 30 tubes) in order to obtain sufficient performance. In addition, at high discharge currents, so that there is no destruction of glass tubes, high precision manufacturing of both their surfaces and the surfaces of steel tubes is required.

Техническая задача, поставленная перед изобретением, состоит в расширении эксплуатационных возможностей за счет повышения концентрации озона в озоновоздушной смеси, упрощении технологии изготовления, снижении габаритов и веса. The technical problem posed by the invention is to expand operational capabilities by increasing the concentration of ozone in the ozone-air mixture, simplifying manufacturing techniques, reducing size and weight.

Указанная цель достигается тем, что в озонаторе, содержащем корпус, внутри которого размещена охлаждаемая снаружи стеклянная трубка с расположенной внутри нее металлической трубкой, которая является электродом низкого напряжения и внутри нее циркулирует охладитель, а стеклянная трубка является диэлектрическим барьером и между ней и корпусом находится теплопроводящая среда, состоящая из металлических опилок, а корпус снабжен ребрами теплоотвода. This goal is achieved by the fact that in an ozonizer containing a housing, inside of which there is a glass tube that is cooled externally with a metal tube located inside it, which is a low voltage electrode and a cooler circulates inside it, and the glass tube is a dielectric barrier and there is a heat-conducting barrier between it and the case the environment, consisting of metal sawdust, and the body is equipped with heat sink fins.

Такая конструкция озонатора позволяет повысить концентрацию озона в озоновоздушной смеси до 90 г/м³ за счет охлаждения обоих электродов разрядника. Кроме того, за счет размещения между стеклянной трубкой и корпусом среды из металлических опилок с высокой степенью теплопроводности, не требуется высокая точность изготовления деталей разрядника и напыления на диэлектрический барьер покрытия для подвода высокого напряжения.This design of the ozonizer allows you to increase the concentration of ozone in the ozone-air mixture to 90 g / m ³ due to the cooling of both electrodes of the spark gap. In addition, due to the placement between the glass tube and the body of the medium from metal filings with a high degree of thermal conductivity, high precision manufacturing of spark gap parts and spraying onto the dielectric barrier of the coating to supply high voltage is not required.

Предлагаемый озонатор изображен на чертеже (продольный разрез) и состоит из металлического корпуса с ребрами 2 теплоотвода. Внутри корпуса 1 в центрирующих втулках 3 установлена стеклянная трубка 4, являющаяся диэлектрическим барьером. Пространство между корпусом 1 и трубкой 4 заполнено металлическими опилками 5, имеющими высокую степень теплопроводности (например, алюминий или медь). Внутри стеклянной трубки 4 соосно с ней посредством изоляторов 6 установлена металлическая трубка 7, являющаяся электродом низкого напряжения. The proposed ozonizer is shown in the drawing (longitudinal section) and consists of a metal body with fins 2 heat sink. Inside the housing 1 in the centering bushings 3 a glass tube 4 is installed, which is a dielectric barrier. The space between the housing 1 and the tube 4 is filled with metal filings 5 having a high degree of thermal conductivity (for example, aluminum or copper). Inside the glass tube 4 coaxially with it by means of insulators 6, a metal tube 7 is installed, which is a low voltage electrode.

Пространство между стеклянной трубкой 4 и металлической трубкой 7 представляет собой разрядный промежуток 8. The space between the glass tube 4 and the metal tube 7 is a discharge gap 8.

Внутри металлической трубки 7 циркулирует охлаждающая жидкость. Воздух в разрядный промежуток 8 подается через штуцер 9, а озон выводится через штуцер 10. Coolant circulates inside the metal tube 7. Air in the discharge gap 8 is supplied through the nozzle 9, and ozone is discharged through the nozzle 10.

Напряжение на электроды (трубки) подается от трансформатора 11, при этом высокое напряжение на стеклянную трубку 4 подается через корпус 1 и опилки 5. The voltage to the electrodes (tubes) is supplied from the transformer 11, while the high voltage to the glass tube 4 is supplied through the housing 1 and sawdust 5.

Озонатор работает следующим образом. Высокое импульсное напряжение амплитудой 10000 В с частотой следования 1000 Гц подается через корпус 1 и опилки 5 на стеклянную трубку 4, являющуюся диэлектрическим барьером разрядного промежутка 8, в который через штуцер 9 поступает осушенный воздух. В разрядном промежутке 8 возникает барьерный разряд, под действием которого из кислорода воздуха генерирует озон. Количество образующегося озона пропорционально площади разрядника. Концентрация озона зависит от объема разрядного промежутка 8 и температуры озоновоздушной смеси. Для поддержания температуры, препятствующей разложению озона в смеси, предусмотрено охлаждение как высоковольтного, так и низковольтного электродов. При охлаждении только одного электрода (как это сделано в прототипе) у неохлаждаемого электрода происходит повышение температуры, что приводит к разложению озона, и, следовательно, к снижению его концентрации в смеси. Готовая к использованию озоновоздушная смесь выводится через штуцер 10. The ozonizer works as follows. High pulse voltage with an amplitude of 10000 V and a repetition rate of 1000 Hz is supplied through the housing 1 and sawdust 5 to the glass tube 4, which is the dielectric barrier of the discharge gap 8, into which dried air enters through the nozzle 9. In the discharge gap 8, a barrier discharge occurs, under the action of which ozone is generated from oxygen in the air. The amount of ozone generated is proportional to the area of the spark gap. The ozone concentration depends on the volume of the discharge gap 8 and the temperature of the ozone-air mixture. To maintain the temperature that prevents the decomposition of ozone in the mixture, cooling is provided for both high-voltage and low-voltage electrodes. When cooling only one electrode (as was done in the prototype), the uncooled electrode has an increase in temperature, which leads to decomposition of ozone, and, consequently, to a decrease in its concentration in the mixture. Ready to use ozone-air mixture is discharged through the nozzle 10.

В экспериментальном образце озонатора длина разрядного промежутка 8 составила 1500 мм, а толщина - 2 мм. При этом получена концентрация озона в смеси более 70 г/м³. Наличие слоя металлических опилок и охлаждаемого низковольтного электрода позволяет рассеивать 1 кВт теплопотерь в час. Кроме того, наличие опилок позволяет изготавливать стеклянные трубки достаточно большой длины без обеспечения высокой точности поверхности.In the experimental sample of the ozonizer, the length of the discharge gap 8 was 1500 mm, and the thickness was 2 mm. In this case, an ozone concentration in the mixture of more than 70 g / m ^{3 was} obtained. The presence of a layer of metal filings and a cooled low-voltage electrode allows you to dissipate 1 kW of heat loss per hour. In addition, the presence of sawdust allows the manufacture of glass tubes of a sufficiently large length without ensuring high surface accuracy.

Claims

A tubular ozonizer containing a body with a glass tube placed inside it, a metal tube coaxially located inside it, characterized in that a medium with a high degree of thermal conductivity consisting of metal filings is placed between the glass tube and the body, the body is equipped with heat sink fins, and the metal tube also made cooled by a circulating liquid cooler inside it.