Озонатор

Изобретение относится к аппаратам синтеза озона. Озонатор содержит электроды, между которыми расположен диэлектрический барьер, источник питания. Источник питания высоковольтными выводами подключен к электродам. Диэлектрический барьер выполнен полым, внутренняя поверхность его металлизирована и заземлена. Полость барьера соединена со штуцерами входа и выхода охлаждающей жидкости, а высоковольтная обмотка источника питания имеет заземленный средний вывод. Благодаря этому конструкция озонатора упрощается. 1 ил.

 

Изобретение относится к аппаратам синтеза озона из кислородосодержащих смесей.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

Задачей изобретения является упрощение конструкции озонатора.

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.

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.

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.

На чертеже приведена схема предлагаемого озонатора.

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.

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.

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.

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.

Озонатор, содержащий электроды, между которыми расположен диэлектрический барьер, штуцеры входа и выхода охлаждающей жидкости, источник питания, высоковольтными выводами подключенный к электродам, отличающийся тем, что 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.