RU2263630C1

RU2263630C1 - Ozonizer

Info

Publication number: RU2263630C1
Application number: RU2004126591/15A
Authority: RU
Inventors: В.Е. Зеленов (RU); В.Е. Зеленов; Ю.А. Назаров (RU); Ю.А. Назаров
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2005-11-10

Abstract

FIELD: ozone synthesis apparatuses.

SUBSTANCE: ozonizer has electrodes, dielectric barrier arranged between electrodes, and power source connected to electrodes through high-voltage terminals. Dielectric barrier is made hollow, and its internal surface is plated and earthed. Barrier cavity is connected to cooling liquid inlet and outlet pipe unions. High-voltage winding of power source has earthed middle terminal.

EFFECT: simplified construction of ozonizer.

1 dwg

Description

Изобретение относится к аппаратам синтеза озона из кислородосодержащих смесей.The invention relates to apparatus for the synthesis of ozone from oxygen-containing mixtures.

Как правило, генераторы озона представляют собой аппараты, содержащие два электрода, к которым прикладывается высокое напряжение, между электродами имеется изоляционный барьер и один или два воздушных промежутка, в которых и вырабатывается озон во время так называемого барьерного разряда (Филиппов Ю.В., Вобликова В.А., Пантелеев В.И. Электросинтез озона. - М., МГУ, 1987, с.237).As a rule, ozone generators are devices containing two electrodes to which a high voltage is applied, between the electrodes there is an insulating barrier and one or two air gaps in which ozone is generated during the so-called barrier discharge (Filippov Yu.V., Voblikova V.A., Panteleev V.I. Electrosynthesis of ozone. - M., Moscow State University, 1987, p.237).

При разряде значительная часть энергии превращается в тепло, нагревая электроды, диэлектрический барьер и повышая температуру кислородосодержащей смеси, что приводит к снижению выработки озона за счет распадения его при повышенной температуре.During the discharge, a significant part of the energy is converted into heat, heating the electrodes, the dielectric barrier and increasing the temperature of the oxygen-containing mixture, which leads to a decrease in ozone production due to its decomposition at elevated temperature.

Известно устройство для генерации озона, содержащее концентричные трубчатые электроды с камерами для подачи соответствующей охлаждающей жидкости, при этом, по крайней мере, внутренняя камера подключена к устройству с деионизирующей смолой для возвращения в цикл непроводящей охлаждающей жидкости (Заявка Великобритании №1516741, МКИ С 01 В 13/11, 1978 г.). Наружный электрод выполнен в виде металлического цилиндра, который заземляют при использовании устройства. Внутренний электрод высокого напряжения герметизирован подводящей и отводящей трубами для охлаждающей жидкости и имеет покрытие из диэлектрика (диэлектрический изоляционный барьер). В качестве охлаждающей жидкости для электрода высокого напряжения применяют деионизованную воду. Заземленный электрод можно охлаждать неочищенной водой.A device for generating ozone is known, which contains concentric tubular electrodes with chambers for supplying an appropriate coolant, at least the inner chamber is connected to a device with a deionizing resin for returning a non-conductive coolant to the cycle (UK application No. 1516741, MKI C 01 B 13/11, 1978). The outer electrode is made in the form of a metal cylinder, which is grounded when using the device. The internal high-voltage electrode is sealed by the supply and exhaust pipes for the coolant and has a dielectric coating (dielectric insulation barrier). As a coolant for a high voltage electrode, deionized water is used. A grounded electrode can be cooled with untreated water.

Недостатком этого устройства является наличие в его составе деионизирующей смолы для охлаждающей жидкости, что приводит к необходимости оснащения и периодической замены смолы и, как следствие, к удорожанию изготовления и эксплуатации устройства.The disadvantage of this device is the presence in its composition of a deionizing resin for the coolant, which leads to the need for equipment and periodic replacement of the resin and, as a consequence, to the cost of manufacturing and operation of the device.

Известен также генератор озона, содержащий охлаждаемые плоские дискообразные высоковольтные и заземленные электроды с чередованием полярности источника питания (патент РФ №2046753, МПК⁶ С 01 В 13/11, 1993 г.). Электроды выполнены из жестко соединенных между собой гофрированных мембран, с внешней стороны покрытых диэлектриком и образующих кольцевую полость, через которую протекает охлаждающая жидкость. Жидкость должна обладать высоким удельным сопротивлением, чтобы уменьшить токи утечки при полном напряжении источника питания.Also known is an ozone generator containing cooled flat disk-shaped high-voltage and grounded electrodes with alternating polarity of the power source (RF patent No. 2046753, IPC ⁶ 01 B 13/11, 1993). The electrodes are made of corrugated membranes rigidly interconnected, coated on the outside with a dielectric and forming an annular cavity through which coolant flows. The fluid must have high resistivity in order to reduce leakage currents at full voltage of the power supply.

Недостатком указанного устройства также является необходимость применения охлаждающей жидкости с малой электропроводностью и необходимость высокоомной развязки между высоковольтными электродами. Все это приводит к усложнению конструкции генератора озона, удорожанию и сложности эксплуатации.The disadvantage of this device is the need for coolant with low electrical conductivity and the need for high-resistance isolation between high-voltage electrodes. All this leads to a complication of the design of the ozone generator, a rise in price and complexity of operation.

Задачей изобретения является упрощение конструкции озонатора.The objective of the invention is to simplify the design of the ozonizer.

Задача решается тем, что в озонаторе, содержащем электроды, между которыми расположен диэлектрический барьер, штуцеры входа и выхода охлаждающей жидкости, источник питания, высоковольтными выводами подключенный к электродам, диэлектрический барьер выполнен полым, внутренняя поверхность которого металлизирована и заземлена, полость барьера соединена со штуцерами входа и выхода охлаждающей жидкости, а высоковольтная обмотка источника питания имеет заземленный средний вывод.The problem is solved in that in an ozonizer containing electrodes between which there is a dielectric barrier, coolant inlet and outlet fittings, a power supply connected to the electrodes by high voltage leads, the dielectric barrier is hollow, the inner surface of which is metallized and grounded, the cavity of the barrier is connected to the fittings coolant inlet and outlet, and the high-voltage winding of the power source has a grounded middle terminal.

В предлагаемом озонаторе охлаждаются не электроды, а диэлектрический барьер, который выполнен с внутренней полостью, через которую протекает охлаждающая жидкость. Внутренняя поверхность барьера металлизирована с целью выравнивания потенциала потока жидкости.In the proposed ozonizer, it is not the electrodes that are cooled, but the dielectric barrier, which is made with an internal cavity through which the cooling fluid flows. The inner surface of the barrier is metallized in order to equalize the potential of the fluid flow.

Выполнение источника питания с высоковольтной обмоткой, имеющей заземленный средний вывод, позволяет снизить уровень изоляции полуобмоток при сохранении высокого напряжения между смежными электродами. Охлаждающая жидкость в диэлектрическом барьере находится под нулевым потенциалом, поэтому к ней не предъявляются никакие требования по изоляционным качествам. Это позволяет использовать в качестве охлаждающей жидкости даже техническую воду.The implementation of the power source with a high voltage winding having a grounded middle terminal, allows to reduce the isolation level of the semi-windings while maintaining a high voltage between adjacent electrodes. The coolant in the dielectric barrier is at zero potential, therefore, it does not have any insulation requirements. This makes it possible to use even process water as a coolant.

На чертеже приведена схема предлагаемого озонатора.The drawing shows a diagram of the proposed ozonizer.

Озонатор содержит электроды 1, 2, между которыми расположен полый электроизоляционный барьер 3. Внутренняя полость барьера 3 металлизирована, заземлена и соединена со штуцерами 4, 5 входа и выхода охлаждающей жидкости. К электродам 1, 2 присоединены выводы высоковольтной обмотки трансформатора 6 питания. Средняя точка этой обмотки заземлена.The ozonizer contains electrodes 1, 2, between which a hollow insulating barrier 3 is located. The internal cavity of the barrier 3 is metallized, grounded, and connected to the coolant inlet and outlet fittings 4, 5. The electrodes 1, 2 are connected to the terminals of the high-voltage winding of the power transformer 6. The midpoint of this winding is grounded.

Озонатор работает следующим образом. На высоковольтные электроды 1, 2 подают напряжение от высоковольтного трансформатора 6. Через воздушные зазоры между электродами 1, 2 и барьером 3 продувается кислородосодержащий газ, который под воздействием разряда превращается в озон. В процессе разряда все элементы озонатора нагреваются. Для отвода тепла используется охлаждающая жидкость, которая протекает через полость барьера 3. Так как внутренняя полость диэлектрического барьера металлизирована и заземлена, то охлаждающая жидкость находится под нулевым потенциалом.The ozonizer works as follows. High voltage electrodes 1, 2 are supplied with voltage from a high voltage transformer 6. Oxygen-containing gas is blown through the air gaps between the electrodes 1, 2 and the barrier 3, which turns into ozone under the influence of the discharge. During the discharge, all elements of the ozonizer are heated. To remove heat, a coolant is used, which flows through the cavity of the barrier 3. Since the internal cavity of the dielectric barrier is metallized and grounded, the coolant is at zero potential.

Таким образом, упрощение конструкции озонатора в предлагаемом техническом решении достигается за счет того, что, во-первых, охлаждаются не электроды, а диэлектрический барьер, а во-вторых, снижен уровень изоляции полуобмоток при сохранении высокого напряжения между смежными электродами.Thus, the simplification of the ozonizer design in the proposed technical solution is achieved due to the fact that, firstly, not the electrodes are cooled, but the dielectric barrier, and secondly, the isolation level of the semi-windings is maintained while maintaining a high voltage between adjacent electrodes.

В приведенном примере используются два электрода с одним диэлектрическим барьером. Фактически количество электродов и барьеров может быть увеличено с целью повышения производительности озонатора. Количество электродов и барьеров определяется потребностью в озоне и мощностью источника питания.In this example, two electrodes with one dielectric barrier are used. In fact, the number of electrodes and barriers can be increased in order to increase the performance of the ozonizer. The number of electrodes and barriers is determined by the need for ozone and the power of the power source.

Claims

An ozonizer containing electrodes between which there is a dielectric barrier, coolant inlet and outlet fittings, a power source connected to the electrodes by high voltage leads, characterized in that the dielectric barrier is hollow, the inner surface of which is metallized and grounded, the cavity of the barrier is connected to the inlet fittings and coolant outlet, and the high-voltage winding of the power source has a grounded middle terminal.