RU2499765C1

RU2499765C1 - Ozone generator

Info

Publication number: RU2499765C1
Application number: RU2012110041/05A
Authority: RU
Inventors: Николай Иванович Пуресев; Евгений Аркадьевич Гордееня; Юрий Анатольевич Назаров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Истра-Озон"
Priority date: 2012-03-16
Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2013-11-27
Also published as: RU2012110041A

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: apparatus has, inside a sealed housing, high-voltage and earthed plate electrodes having centre holes and capable of being cooled with a coolant, coated on the outside with a dielectric and alternating with each other, a power supply whose terminals are connected to the electrodes, nozzles for feeding an oxygen-containing working gas and coolant and nozzles for removing the coolant and the gas/ozone mixture. The electrodes are made from airtight-connected parallel plates which form an inner cavity which holds crosspieces arranged perpendicular to the inner surfaces of the electrode plates and rigidly connecting the plates to each other, and nozzles for feeding the coolant to the electrodes and removing the coolant from the electrodes. The electrode plates have parts which protrude beyond the active zone. The first inner crosspiece and all odd crosspieces are rigidly attached to one electrode plate, and all even support crosspieces are rigidly attached to another plate. On the outer edge of the annular plates there are semi-cylindrical cavities for passage of locking rods which, by passing through holes in the support crosspieces, connect the annular plates and provide a rigid electrode structure. Three rods, lying at an angle of 120° to each other, go beyond the outer edge of the electrode and are elements for mounting the electrode to support posts, having holes for insertion of electrode mounting rods, lying at a certain distance from each other.

EFFECT: improved purification.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для генерирования озона и может быть использовано для обеззараживания питьевой воды, очистки сточных вод, воздуха в помещениях, а также в медицине, в промышленности, в сельском хозяйстве и других отраслях.The invention relates to devices for generating ozone and can be used for disinfection of drinking water, wastewater treatment, indoor air, as well as in medicine, industry, agriculture and other industries.

Известно устройство для генерирования озона [1], содержащее расположенные в герметичном корпусе высоковольтные и заземленные электроды, покрытые снаружи диэлектриком и чередующиеся через один, штуцеры для подвода рабочего кислородосодержащего газа и теплоносителя и штуцеры для отвода теплоносителя и газоозоновой смеси, штуцеры для подвода теплоносителя к электродам и отвода теплоносителя от них, а также источник питания, выводы которого подключены к электродам. Электроды выполнены с возможностью охлаждения теплоносителем из герметично соединенных между собой по кромкам кольцевых гофрированных пластин, находящихся на одинаковом расстоянии друг от друга и образующих внутреннюю полость, в которой расположены перемычки, установленные перпендикулярно внутренним поверхностям пластин. Перемычки выполнены кольцевыми с множественными отверстиями и прорезью, площадь которой равна площади сечения штуцера для подвода теплоносителя к электродам, и закреплены по всей длине окружности каждого гофра между вершинами и впадинами верхней и нижней пластин электродов, жестко связывая пластины электродов между собой, причем площадь суммарного сечения отверстий в перемычках выполнена намного меньшей площади сечения канала, образованного между двумя соседними перемычками в тангенциальном направлении, а проходящая в электроде часть штуцера для подвода теплоносителя выполнена повторяющей форму сечения гофров электрода, расположена радиально и конец ее размещен у внутренней кромки электрода.A device for generating ozone [1] is known, which contains high-voltage and grounded electrodes located in a sealed enclosure, coated on the outside with a dielectric and alternating through one, fittings for supplying working oxygen-containing gas and coolant, and fittings for draining the coolant and gas-ozone mixture, fittings for supplying coolant to the electrodes and removal of the coolant from them, as well as a power source, the terminals of which are connected to the electrodes. The electrodes are made with the possibility of coolant cooling from annular corrugated plates hermetically connected to each other at the edges, located at the same distance from each other and forming an internal cavity in which jumpers are installed perpendicular to the inner surfaces of the plates. The jumpers are circular with multiple holes and a slot, the area of which is equal to the cross-sectional area of the nozzle for supplying the coolant to the electrodes, and are fixed along the entire circumference of each corrugation between the tops and troughs of the upper and lower electrode plates, rigidly connecting the electrode plates to each other, and the total cross-sectional area holes in the jumpers made a much smaller cross-sectional area of the channel formed between two adjacent jumpers in the tangential direction, and passing through the electrode It is fitting for coolant supply configured repeating corrugation shape cross section of the electrode is disposed radially and the end thereof is placed at the inner edge of the electrode.

Недостатками данного устройства для генерирования озона являются недостаточно эффективное охлаждение электродов вследствие уменьшения скорости течения охлаждающей жидкости от центра к периферии, а также сложность технологии жесткого соединения перемычек с пластинами электродов внутри замкнутой полости.The disadvantages of this device for generating ozone are insufficiently effective cooling of the electrodes due to a decrease in the flow rate of the coolant from the center to the periphery, as well as the complexity of the technology of hard connection of jumpers with electrode plates inside a closed cavity.

Известно устройство для генерирования озона [2], содержащее сосуд, снабженный с одной стороны приемной камерой для кислородсодержащего газа, имеющей входной штуцер; с другой стороны имеющий приемную камеру для озонсодержащего газа, снабженную выходным штуцером; цилиндрические трубчатые (заземленные) электроды с диэлектрическим покрытием на внутренней поверхности, соединяющие приемные камеры для кислородсодержащего и озонсодержащего газа; полые цилиндрические высоковольтные электроды, охлаждаемые жидкостью и устанавливаемые внутри заземленных электродов, соосно с ними; высокочастотный источник питания, подключенный к высоковольтным и заземленным электродам; систему жидкостного охлаждения. Соосность взаимного расположения электродов достигается использованием центрирующих элементов, выполненных в виде выступов на наружной поверхности высоковольтного электрода, опирающихся на диэлектрическое покрытие наружного электрода вблизи его концов, и подпружиненных упоров, установленных также на высоковольтном электроде внутри разрядного промежутка и опирающихся на диэлектрическое покрытие наружного электрода.A device for generating ozone [2] is known, comprising a vessel provided on one side with a receiving chamber for an oxygen-containing gas having an inlet fitting; on the other hand, having a receiving chamber for ozone-containing gas, equipped with an outlet fitting; cylindrical tubular (grounded) electrodes with a dielectric coating on the inner surface connecting the receiving chambers for oxygen-containing and ozone-containing gas; hollow cylindrical high-voltage electrodes, cooled by a liquid and installed inside the grounded electrodes, coaxially with them; high-frequency power supply connected to high-voltage and grounded electrodes; liquid cooling system. Coaxial alignment of the electrodes is achieved using centering elements made in the form of protrusions on the outer surface of the high-voltage electrode, supported by a dielectric coating of the external electrode near its ends, and spring-loaded stops mounted also on the high-voltage electrode inside the discharge gap and supported by the dielectric coating of the external electrode.

Недостатком устройства является расположение дистанцирующих элементов непосредственно в разрядном промежутке, образованном заземленным и высоковольтным электродами, что приводит к возникновению повышенных механических напряжений в диэлектрическом барьере, обусловленных весом заполненного охлаждающей жидкостью высоковольтного электрода и усилиями, воздействующими на диэлектрическое покрытие в процессе монтажа, а также к увеличению напряженности электрического поля в диэлектрике в местах его контакта с центрирующими элементами.The disadvantage of this device is the location of the spacing elements directly in the discharge gap formed by the grounded and high voltage electrodes, which leads to increased mechanical stresses in the dielectric barrier due to the weight of the high voltage electrode filled with coolant and the forces acting on the dielectric coating during installation, as well as to an increase electric field strength in the dielectric in places of its contact with the centering elements.

Известно устройство для генерирования озона [3], содержащее расположенные в герметичном корпусе высоковольтные и заземленные пластинчатые электроды, между которыми находятся дистанцирующие вставки. Электроды имеют центральные отверстия для прохода газа и выполнены с возможностью охлаждения теплоносителем, покрыты снаружи диэлектриком, чередуются через один и выполнены из герметично соединенных между собой параллельных пластин, образующих внутреннюю полость, в которой расположены установленные перпендикулярно внутренним поверхностям пластин электродов перемычки, жестко связывающие пластины между собой. Пластины электродов выполнены с выступающими за пределы активной зоны электродов частями, а дистанцирующие диэлектрические вставки между электродами вынесены из зоны разряда и установлены по окружности между выступающими частями пластин соседних электродов. Штуцеры для подвода теплоносителя к электродам и отвода теплоносителя от них соединены с полостью электродов через инжекторы и коллекторы, выполненные в виде труб с отверстиями, расположенными у противоположных кромок электродов. Для крепления электродов между собой и к корпусу используются стяжные шпильки.A device for generating ozone [3] is known, containing high voltage and grounded plate electrodes located in a sealed enclosure, between which there are spacer inserts. The electrodes have central openings for the passage of gas and are made with the possibility of cooling with a coolant, are coated externally with a dielectric, alternate through one and made of parallel plates hermetically connected to each other, forming an internal cavity in which jumpers are mounted perpendicularly to the internal surfaces of the plates, rigidly connecting the plates between by myself. The plates of the electrodes are made with parts protruding beyond the boundaries of the active zone of the electrodes, and the spacing dielectric inserts between the electrodes are removed from the discharge zone and installed around the circumference between the protruding parts of the plates of adjacent electrodes. The fittings for supplying coolant to the electrodes and removal of coolant from them are connected to the cavity of the electrodes through injectors and collectors made in the form of pipes with holes located at opposite edges of the electrodes. For attaching the electrodes to each other and to the housing, tie rods are used.

Недостатками устройства являются необходимость разборки всего разрядного блока для замены одного электрода, низкая эффективность теплообмена между стенкой электрода и потоком охлаждающей жидкости, снижающая производительность озонатора и обусловленная предусмотренным конструкцией радиальным течением охлаждающей жидкости с заведомо низкой скоростью (вследствие большого поперечного сечения потока), а также невозможность уменьшить неоднородность энерговыделения в разрядном промежутке, обусловленную погрешностью формы поверхности электрода и неоднородностью толщины диэлектрического покрытия, приводящую к снижению срока его службы, с помощью локальных регулировок ширины межэлектродного зазора.The disadvantages of the device are the need to disassemble the entire discharge unit to replace one electrode, low heat transfer efficiency between the electrode wall and the coolant flow, reducing the ozonizer performance and due to the design provided by the radial flow of the coolant with a known low speed (due to the large cross section of the flow), as well as the impossibility reduce the heterogeneity of energy release in the discharge gap due to the error in the shape of the surface and the electrode and the heterogeneity of the thickness of the dielectric coating, leading to a decrease in its service life, using local adjustments to the width of the interelectrode gap.

Задачей изобретения является повышение технологичности изготовления электродов, увеличение производительности генератора озона, повышение надежности и срока службы устройства для генерирования озона.The objective of the invention is to increase the manufacturability of the manufacture of electrodes, increase the productivity of the ozone generator, increase the reliability and service life of the device for generating ozone.

Техническим результатом изобретения является повышение жесткости конструкции электродов, повышение эффективности отвода тепла из газоразрядного промежутка, выравнивание электрического поля в зоне разряда, обеспечение возможности регулировки величины разрядного промежутка, и, следовательно, увеличение выхода озона и уменьшение вероятности разрушения диэлектрического покрытия электродов в зоне разряда.The technical result of the invention is to increase the rigidity of the design of the electrodes, increase the efficiency of heat removal from the gas discharge gap, equalize the electric field in the discharge zone, provide the ability to adjust the magnitude of the discharge gap, and, therefore, increase the yield of ozone and reduce the likelihood of destruction of the dielectric coating of the electrodes in the discharge zone.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для генерирования озона, содержащем расположенные в герметичном корпусе высоковольтные и заземленные пластинчатые электроды, покрытые снаружи диэлектриком, чередующиеся через один, выполненные с возможностью охлаждения теплоносителем из герметично соединенных между собой по кромкам кольцевых пластин, образующих внутреннюю полость, в которой расположены перемычки, установленные перпендикулярно внутренним поверхностям пластин и жестко связывающие их между собой, причем пластины электродов выполнены с выступающими за пределы активной зоны электродов частями, штуцеры для подвода теплоносителя к электродам и штуцеры для отвода теплоносителя от электродов; источник питания, выводы которого подключены к электродам; штуцеры для подвода рабочего кислородсодержащего газа и теплоносителя и штуцеры для отвода газоозоновой смеси и теплоносителя; первая внутренняя и все нечетные перемычки жестко соединены с одной пластиной электрода, а все четные перемычки жестко соединены с другой пластиной электрода, причем в перемычках выполнены отверстия для прохода штуцера подвода теплоносителя и отверстия для прохода запирающих стержней, равномерно расположенных по окружности в радиальном направлении, на выступающих частях кольцевых пластин выполнены полуцилиндрические впадины для прохода штуцеров подвода и отвода теплоносителя и запирающих стержней, причем три стержня, расположенные под углом 120° относительно друг друга, выходят за внешнюю кромку электрода и являются элементами крепления электрода на специальных стойках, дополнительно установленных в корпусе устройства для генерирования озона и имеющих отверстия для установки стержней крепления электродов, расположенные на определенном расстоянии друг от друга.The problem is solved in that in a device for generating ozone containing high-voltage and grounded plate electrodes located in a sealed enclosure, coated on the outside with a dielectric, alternating through one, made with the possibility of cooling with a coolant from annular plates hermetically connected to each other along the edges of the cavity, in which there are jumpers installed perpendicular to the inner surfaces of the plates and rigidly connecting them to each other, and the plates are electric ktrodov adapted to project beyond the area of the active electrode parts, fittings for supply of coolant to the electrodes and nozzles for discharging coolant from the electrodes; a power source whose terminals are connected to the electrodes; fittings for supplying a working oxygen-containing gas and coolant, and fittings for removing a gas-ozone mixture and a coolant; the first inner and all odd jumpers are rigidly connected to one electrode plate, and all even jumpers are rigidly connected to another electrode plate, and holes are made in the jumpers for the passage of the coolant supply fitting and the holes for the passage of the locking rods equally spaced around the circumference in the radial direction, on the protruding parts of the annular plates are made of semi-cylindrical cavities for the passage of fittings for the inlet and outlet of the coolant and the locking rods, and three rods located at an angle of 120 ° relative to each other, go beyond the outer edge of the electrode and are elements of the electrode fastening on special racks, additionally installed in the body of the device for generating ozone and having holes for installing the electrode fastening rods located at a certain distance from each other.

Отверстия в стойках, предназначенных для крепления электродов, могут быть выполнены с резьбой для закручивания в них винтов из диэлектрического материала, имеющих отверстие, равное диаметру стержня и расположенное с заданным эксцентриситетом относительно оси винта.The holes in the racks intended for fastening the electrodes can be threaded for screwing in them screws of dielectric material having a hole equal to the diameter of the rod and located with a given eccentricity relative to the axis of the screw.

В число определяемых конструкцией характеристик генератора озона, влияющих на его производительность и величину удельных энергозатрат на производство озона, в частности, входят поддерживаемая в работе температура электродов (определяемая их тепловым сопротивлением, температурой охлаждающей жидкости и эффективностью теплообмена между потоком жидкости и стенкой электрода) и величина межэлектродного зазора, непостоянство которой в межэлектродном пространстве не только снижает эффективность электросинтеза озона, но и является причиной неоднородности тепловыделения в разрядном промежутке и, как следствие, сокращения срока службы электродов.The characteristics of the ozone generator determined by the design that affect its performance and the specific energy consumption for ozone production, in particular, include the temperature of the electrodes maintained in operation (determined by their thermal resistance, temperature of the coolant and heat exchange efficiency between the fluid flow and the electrode wall) and interelectrode gap, the inconstancy of which in the interelectrode space not only reduces the efficiency of ozone electrosynthesis, but also causes non-uniform heat dissipation in the discharge gap and, as a consequence, shortening the life of the electrodes.

Повышение эффективности теплообмена между потоком охлаждающей жидкости и стенкой электрода достигается за счет интенсивного перемешивания потока (увеличение скорости потока, изменение его направления, применение турбулизаторов и т.п.); для уменьшения разброса локальных значений величины межэлектродного зазора большое значение имеет жесткость электрода, определяемая его конструкцией.Improving the heat transfer efficiency between the coolant flow and the electrode wall is achieved by intensively mixing the flow (increasing the flow rate, changing its direction, using turbulators, etc.); To reduce the spread of local values of the interelectrode gap, the stiffness of the electrode, determined by its design, is of great importance.

Жесткое крепление дистанцирующих перемычек к пластинам электродов и соединение пластин с помощью запирающих стержней позволяет повысить жесткость конструкции, тем самым уменьшить деформацию пластин электродов в процессе изготовления и эксплуатации устройства для генерирования озона, обеспечить стабильность, повысить надежность и срок службы устройства.Rigid fastening of the spacing bridges to the electrode plates and the connection of the plates with the help of locking rods makes it possible to increase the rigidity of the structure, thereby reducing the deformation of the electrode plates during the manufacturing and operation of the device for generating ozone, ensuring stability, increasing the reliability and service life of the device.

Крепление электродов на специальных стойках винтами с эксцентрично расположенными отверстиями позволяет исключить из конструкции устройства дистанцирующие межэлектродные вставки из диэлектрического материала, уменьшить влияние неравномерности диэлектрического покрытия и неплоскостности электрода на характеристики разряда, ускорить процесс наладки устройства, упростить технологию изготовления электродов.The fastening of the electrodes on special racks with screws with eccentrically located holes makes it possible to exclude distance interelectrode inserts from dielectric material from the device design, reduce the influence of non-uniformity of the dielectric coating and non-flatness of the electrode on the discharge characteristics, accelerate the process of setting up the device, and simplify the technology of electrode manufacturing.

На фиг.1 представлен внешний вид электродной сборки устройства для генерирования озона, на фиг.2 показано сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 показано сечение Б-Б на фиг.2, на фиг.4 изображен вид В на фиг.3.Figure 1 shows the appearance of the electrode assembly of the device for generating ozone, figure 2 shows a section aa in figure 1, figure 3 shows a section bb in figure 2, figure 4 shows a view in figure 3.

Устройство для генерирования озона содержит расположенные в герметичном корпусе 1 высоковольтные 2 и заземленные 3 пластинчатые электроды (фиг.1), изготовленные из нержавеющей стали, имеющие центральное отверстие 4 (фиг.3) для прохода озоносодержащей смеси и выполненные с возможностью охлаждения теплоносителем, покрытые снаружи короностойким диэлектриком и чередующиеся через один. Высоковольтные электроды имеют вывод 5, а заземленные - вывод 6 для присоединения высоковольтного высокочастотного источника питания (фиг.2). Электроды 2, 3 выполнены из герметично соединенных между собой по кромкам 7, 8 (фиг.3) кольцевых плоских пластин 9, 10 (фиг.3), образующих внутреннюю полость 11 (фиг.3), в которой расположены дистанцирующие проставки 12, 13, 14, 15 (фиг.3), разделенные на четную и нечетную группы (в порядке расположения от центра), каждая из которых жестко соединена (например, сваркой) с соответствующей пластиной электрода. Перемычки 12, 13, 14, 15 с прорезями для движения теплоносителя имеют форму концентрических цилиндров, в которых выполнены отверстия (нечетная группа) для прохода штуцера подвода теплоносителя 16 (фиг.2), а также отверстия для прохода стержней 17 (фиг.2), соединяющих противоположные пластины электродов 9, 10 (фиг.3) при сборке. Стержни 17 расположены равномерно по окружности в радиальном направлении, причем три из них, установленные под углом 120° относительно друг друга, выступают за внешнюю кромку электрода и служат элементами крепления электродов в устройстве для генерирования озона.A device for generating ozone contains high voltage 2 and grounded 3 plate electrodes located in a sealed enclosure 1 (Fig. 1) made of stainless steel, having a central hole 4 (Fig. 3) for passage of an ozone-containing mixture and made with the possibility of cooling with a heat carrier, coated on the outside corona-resistant dielectric and alternating through one. High-voltage electrodes have a terminal 5, and grounded electrodes have a terminal 6 for connecting a high-voltage high-frequency power source (Fig. 2). The electrodes 2, 3 are made of annular flat plates 9, 10 (Fig. 3) hermetically connected to each other along the edges 7, 8 (Fig. 3), forming an internal cavity 11 (Fig. 3), in which the spacers 12, 13 are located , 14, 15 (Fig. 3), divided into even and odd groups (in the order from the center), each of which is rigidly connected (for example, by welding) to the corresponding electrode plate. The jumpers 12, 13, 14, 15 with slots for moving the coolant have the form of concentric cylinders in which holes (an odd group) are made for the passage of the coolant supply fitting 16 (FIG. 2), as well as the holes for the passage of the rods 17 (FIG. 2) connecting the opposite plates of the electrodes 9, 10 (figure 3) during assembly. The rods 17 are arranged uniformly around the circumference in the radial direction, and three of them, mounted at an angle of 120 ° relative to each other, protrude beyond the outer edge of the electrode and serve as fasteners for the electrodes in the device for generating ozone.

Устройство для генерирования озона снабжено штуцерами для подвода рабочего кислородосодержащего газа 18 и теплоносителя 19 (фиг.1) и штуцерами для отвода теплоносителя 20 и газоозоновой смеси 21 (фиг.1), а также штуцерами для подвода теплоносителя к электродам 22 и отвода теплоносителя от них 23 (фиг.2). Распределение теплоносителя по электродам происходит через раздающий 24 и собирающий 25 коллекторы (фиг.1, фиг.2). Высоковольтные электроды 2 (фиг.1, фиг.2) соединены с раздающим 24 и собирающим 25 коллектором через шланг 26 (фиг.2) из изоляционного материала, длина и диаметр которого выбираются из условия обеспечения высокого омического сопротивления. Пластины 9, 10 электродов имеют на внешней кромке полуцилиндрические впадины 27 (фиг.4) для прохода стержней 17.The device for generating ozone is equipped with fittings for supplying a working oxygen-containing gas 18 and a coolant 19 (Fig. 1) and fittings for discharging a coolant 20 and a gas-zone mixture 21 (Fig. 1), as well as fittings for supplying a coolant to the electrodes 22 and removal of a coolant from them 23 (figure 2). The distribution of coolant across the electrodes occurs through the distributor 24 and collector 25 collectors (figure 1, figure 2). High-voltage electrodes 2 (FIG. 1, FIG. 2) are connected to the distribution 24 and collector 25 through a hose 26 (FIG. 2) of insulating material, the length and diameter of which are selected from the condition of ensuring high ohmic resistance. The plates 9, 10 of the electrodes have semi-cylindrical cavities 27 on the outer edge (FIG. 4) for the passage of the rods 17.

Для крепления и дистанцирования электродов в корпусе устройства расположены специальные стойки 28 (фиг.1, фиг.2), в которых выполнены расположенные на определенном расстоянии отверстия 29 (фиг.2) для установки стержней крепления электродов 17. Отверстия могут быть выполнены с резьбой для закручивания в них крепежных винтов 30 (фиг.1) из диэлектрического материала. В винтах выполнены отверстия 31 (фиг.1), в которые устанавливаются выступающие за пределы внешней кромки электрода концы стержней 17, причем диаметр отверстий 31 равен диаметру стержней, а ось отверстия расположена с заданным эксцентриситетом относительно оси винта 30, что позволяет проводить регулировку положения электродов в пределах двух эксцентриситетов при вращении винта на угол 180°, т.е. регулировать длину разрядного промежутка.For fastening and spacing the electrodes, special racks 28 (FIG. 1, FIG. 2) are located in the device’s body, in which holes 29 (FIG. 2) located at a certain distance are made for mounting the electrode fastening rods 17. The holes can be threaded for tightening them mounting screws 30 (figure 1) of a dielectric material. The holes 31 are made in the screws (Fig. 1) into which the ends of the rods 17 protruding beyond the outer edge of the electrode are installed, the diameter of the holes 31 being equal to the diameter of the rods, and the axis of the hole being located with a predetermined eccentricity relative to the axis of the screw 30, which makes it possible to adjust the position of the electrodes within two eccentricities when the screw rotates through an angle of 180 °, i.e. adjust the length of the discharge gap.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Через раздающий 24 и собирающий 25 коллекторы, установленные внутри герметичного корпуса 1 устройства для генерирования озона и имеющие соответственно штуцер 19 подвода и штуцер 20 отвода теплоносителя на внешней стороне корпуса, охлажденный теплоноситель через штуцер подвода теплоносителя к электродам 22 поступает во внутреннюю полость электрода 11, движется по кольцевым каналам, образованным соседними дистанцирующими проставками, с заданной скоростью от центра к периферии и через штуцер отвода теплоносителя от электрода 23, сборный коллектор 25 и штуцер 20 отвода теплоносителя направляется в устройство охлаждения теплоносителя.Through distributing 24 and collecting 25 collectors installed inside the sealed housing 1 of the device for generating ozone and respectively having a supply nozzle 19 and a coolant drain fitting 20 on the outside of the housing, the cooled coolant through the coolant supply nozzle to the electrodes 22 enters the inner cavity of the electrode 11, moves along the annular channels formed by adjacent spacer spacers, with a given speed from the center to the periphery and through the coolant outlet fitting from the electrode 23, a coll 25 torr and removing the coolant nozzle 20 is directed to the coolant cooling device.

Очищенный и осушенный кислородосодержащий газ подают в корпус 1 устройства для генерирования озона через штуцер 18, направляют в пространство между электродами 2, 3 от периферии к центру. Под действием приложенного к электродам высокочастотного переменного напряжения между электродами возникает барьерный разряд, который воздействует на кислородосодержащий газ, приводя к образованию озона. Полученная озоногазовая смесь через центральные отверстия 4 в электродах поступает к штуцеру 21 отвода озоногазовой смеси, расположенному на внешней стороне корпуса устройства для генерирования озона, и далее к потребителю.The purified and dried oxygen-containing gas is fed into the housing 1 of the device for generating ozone through the nozzle 18, sent to the space between the electrodes 2, 3 from the periphery to the center. Under the action of a high-frequency alternating voltage applied to the electrodes, a barrier discharge arises between the electrodes, which acts on the oxygen-containing gas, leading to the formation of ozone. The obtained ozone-gas mixture through the Central holes 4 in the electrodes enters the fitting 21 of the outlet of the ozone-gas mixture located on the outside of the housing of the device for generating ozone, and then to the consumer.

Тепло, выделяющееся в разрядном промежутке при протекании разрядного тока, нагревает поверхности электродов, что значительно ухудшает синтез озона. Эффективный отвод тепла от поверхности электрода достигается за счет организованного движения теплоносителя по каналам, сформированным дистанцирующими проставками, от центра к периферии встречно-перекрестно потоку кислородосодержащего газа. Создание перекрестно-встречного направления потоков кислородосодержащего газа и потоков теплоносителя во всей активной зоне барьерного разряда приводит к исключению образования застойных зон, выравниванию температурного поля по разрядному промежутку и интенсификации процессов теплообмена.The heat generated in the discharge gap during the flow of the discharge current heats the surfaces of the electrodes, which significantly affects the synthesis of ozone. Effective heat removal from the electrode surface is achieved due to the organized movement of the coolant along the channels formed by the spacer spacers from the center to the periphery of the counter-cross flow of oxygen-containing gas. Creating a cross-opposite direction of oxygen-containing gas flows and coolant flows in the entire active zone of the barrier discharge eliminates the formation of stagnant zones, aligns the temperature field with the discharge gap and intensifies heat transfer processes.

Кроме того, периодические развороты потока на 180° при переходе в соседний кольцевой канал, а также наличие в потоке теплоносителя запирающих стержней, приводят к дополнительной турбулизации потока теплоносителя, и, следовательно, увеличению отвода тепла от поверхности электрода.In addition, periodic turns of the flow through 180 ° upon transition to the adjacent annular channel, as well as the presence of locking rods in the coolant flow, lead to additional turbulization of the coolant flow, and, consequently, an increase in heat removal from the electrode surface.

Применение запирающих стержней упрощает технологию соединения кольцевых пластин электрода, обеспечивает надежность соединения. Жесткость конструкции электрода исключает возможность разрушения короностойкого диэлектрика на поверхности электрода из-за деформации поверхности под действием сил давления (теплоносителя и газа), обеспечивает равномерность электрического поля вследствие удаления дистанцирующих прокладок из газоразрядного промежутка, и тем самым повышает надежность и долговечность устройства.The use of locking rods simplifies the technology of connecting the annular plates of the electrode, provides reliable connections. The rigidity of the electrode design eliminates the possibility of destruction of the corona-resistant dielectric on the electrode surface due to surface deformation under the action of pressure forces (coolant and gas), ensures uniformity of the electric field due to the removal of spacers from the gas-discharge gap, and thereby increases the reliability and durability of the device.

Крепление электродов на специальных стойках с помощью винтов с отверстиями, расположенными с заданным эксцентриситетом относительно оси винта, позволяет регулировать величину разрядного промежутка с целью обеспечения оптимального режима работы устройства для генерирования озона по энергозатратам и производительности.Mounting the electrodes on special racks using screws with holes located with a given eccentricity relative to the axis of the screw, allows you to adjust the discharge gap in order to ensure optimal operation of the device for generating ozone for energy consumption and productivity.

Использование изобретения приводит к повышению надежности и долговечности устройства. Одновременно повышается эффективность охлаждения электродов за счет направленного движения теплоносителя и турбулизации потока теплоносителя, улучшаются характеристики разряда за счет возможности регулировки длины разрядного промежутка, что позволяет уменьшить энергозатраты на синтез озона и повысить производительность устройства для генерирования озона.The use of the invention leads to an increase in the reliability and durability of the device. At the same time, the efficiency of cooling the electrodes due to the directed movement of the coolant and turbulization of the coolant flow is improved, the discharge characteristics are improved due to the possibility of adjusting the length of the discharge gap, which reduces the energy consumption for ozone synthesis and improves the performance of the device for generating ozone.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2239597, МПК С01В 13/11, приоритет от 28.08.2003.1. RF patent No. 2239597, IPC СВВ 13/11, priority dated 08/28/2003.

2. Патент US 6027701, МПК В01J 19/08, C01B 13/10, приоритет от 22.02.2000.2. Patent US 6027701, IPC B01J 19/08, C01B 13/10, priority from 02.22.2000.

3. Патент РФ №2255897, МПК C01B 13/11, приоритет от 05.01.2004.3. RF patent №2255897, IPC C01B 13/11, priority from 05.01.2004.

Claims

1. A device for generating ozone, containing high-voltage and grounded plate electrodes located in a sealed enclosure, having central holes and configured to cool with a coolant, coated on the outside with a dielectric and alternating through one, a power source whose leads are connected to the electrodes, fittings for supplying a working oxygen-containing gas and coolant and fittings for removing the coolant and the gas-zone mixture, and the electrodes are made of hermetically interconnected parallel plates forming an internal cavity in which jumpers are mounted perpendicularly to the inner surfaces of the plates of the electrodes, rigidly connecting the plates to each other, fittings for supplying the coolant to the electrodes and removing the coolant from them, the electrode plates being made with parts protruding beyond the active zone of the electrodes in that the first inner and all odd distance jumpers are rigidly attached to one electrode plate, and all the even distance jumpers ki are rigidly attached to another plate, and on the outer edge of the annular plates there are semi-cylindrical cavities for passage of the locking rods, which, passing through the holes in the spacing bridges, connect the ring plates and provide a rigid electrode structure, with three rods located at an angle of 120 ° relative to each other, go beyond the outer edge of the electrode and are elements for attaching the electrode to the supporting racks, having openings for installing rods for attaching the electrodes laid at a certain distance from each other.

2. The device according to claim 1, characterized in that for adjusting the length of the discharge gap, the holes for installing the electrode fastening rods are threaded for tightening screws of dielectric material in them having a hole equal to the diameter of the rod and made with a given eccentricity relative to the axis of the screw .