Трубчатый озонатор

 

Изобретение относится к устройствам для получения озона, а именно к озонаторам трубчатого типа. Озонатор содержит корпус с размещенной в нем стеклянной трубкой, внутри которой соосно с ней расположена металлическая трубка, между стеклянной трубкой и корпусом помещена среда с высокой степенью теплопроводности, состоящая из металлических опилок, корпус снабжен ребрами теплоотвода, а металлическая трубка выполнена также охлаждаемой циркулируемым внутри нее жидким охладителем. Результат состоит в расширении эксплуатационных возможностей за счет повышения концентрации озона в озоновоздушной смеси, упрощении технологии его изготовления, снижении габаритов и веса. Данная конструкция озонатора позволяет повысить концентрацию озона в озоновоздушной смеси до 90 г/м³ при технологичности изготовления деталей разрядника, не требующей высокой точности и дополнительных покрытий. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для получения озона, в частности к озонаторам трубчатого типа.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

Пространство между стеклянной трубкой 4 и металлической трубкой 7 представляет собой разрядный промежуток 8.

Внутри металлической трубки 7 циркулирует охлаждающая жидкость. Воздух в разрядный промежуток 8 подается через штуцер 9, а озон выводится через штуцер 10.

Напряжение на электроды (трубки) подается от трансформатора 11, при этом высокое напряжение на стеклянную трубку 4 подается через корпус 1 и опилки 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.

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.

Формула изобретения

Трубчатый озонатор, содержащий корпус с размещенной в нем стеклянной трубкой, внутри нее соосно с ней расположена металлическая трубка, отличающийся тем, что между стеклянной трубкой и корпусом помещена среда с высокой степенью теплопроводности, состоящая из металлических опилок, корпус снабжен ребрами теплоотвода, а металлическая трубка выполнена также охлаждаемой циркулируемым внутри нее жидким охладителем.

РИСУНКИ

Рисунок 1