Электроозонатор
Владельцы патента RU 2417159:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к устройствам для получения озона из воздуха и может быть широко использовано в различных областях техники и народного хозяйства для дезодорации или стерилизации воздуха в помещениях, локального озонирования воздуха в труднодоступных объемах, овощехранилищах при хранении или консервировании овощей и фруктов, для стерилизации, обработки ран в медицине, для стимуляции весеннего развития пчелиных семей и профилактики и лечения болезней пчел и т.д. Для повышении КПД, снижения уровня энергозатрат и массогабаритных показателей, обеспечения возможности локального озонирования воздуха в труднодоступных объемах и повышения надежности, электроозонатор, содержащий в озоноустойчивом общем корпусе блок питания, источник питания высокого напряжения, также снабжен разрядным устройством пластинчатого типа с двухсторонним расположением электродов из алюминия прямоугольной формы с закругленными краями, которое помещено в герметичный корпус, связанный гибким озоноустойчивым воздуховодом с поршневым микрокомпрессором, который подключен к выходу блока питания. Радиус округления края электрода R и напряжение U, подаваемое на разрядное устройство взяты в соотношении . 2 ил., 5 табл.
Изобретение относится к устройствам для получения озона из воздуха и может быть широко использовано в различных областях техники и народного хозяйства для дезодорации или стерилизации воздуха в помещениях, локального озонирования воздуха в труднодоступных объемах, овощехранилищах при хранении или консервировании овощей и фруктов, для стерилизации, обработки ран в медицине, для стимуляции весеннего развития пчелиных семей и профилактики и лечения болезней пчел и т.д.
Известен малогабаритный озонатор (патент РФ № 2063928, МПК 6, С01В 13/11, опубл. 1994 г.), содержащий цилиндрические коаксиально расположенные и подключенный к источнику питания наружный электрод, выполненный в виде корпуса, из токопроводящего материала, торцы которого закрыты фланцами, и внутренний электрод, выполненный из листовой латуни с покрытием из никеля или хрома. Малогабаритный озонатор, выполненный в соответствии с данным изобретением, характеризуется сложностью конструкции и ее высокой стоимостью.
Известен озонатор (авторское свидетельство СССР № 1121232, МПК 6, С01В 13/10; C5D 27/00, опубл. 1983 г.), содержащий генератор озона, высоковольтный трансформатор, связанный своими вторичными обмотками с электродами генератора озона, автотрансформатор с управляемыми ярмами, включающий взаимосвязанные блок стабилизации напряжения и блок сравнения. При приемлемой надежности такой озонатор имеет большие габариты и вес.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является озонатор (патент РФ №2132300, кл. С01В 13/11, 27.06.99), содержащий в озоноустойчивом корпусе источник питания высокого напряжения и разрядное устройство, выполненное в виде металлических пластин, покрытых диэлектриком и диэлектрических пластин, которые со стороны разрядного промежутка имеют металлическое напыление, покрытое диэлектриком.
Озонатор, выбранный в качестве прототипа, имеет существенные недостатки, в частности сложность конструкции, невысокую производительность и надежность.
Техническое решение задачи заключается в повышении КПД, снижении уровня энергозатрат и массогабаритных показателей, обеспечении возможности локального озонирования воздуха в труднодоступных объемах, в повышении надежности.
Поставленная задача достигается тем, что электроозонатор, содержащий в озоноустойчивом общем корпусе блок питания, источник питания высокого напряжения, согласно изобретению снабжен разрядным устройством пластинчатого типа с двухстороннем расположением электродов из алюминия прямоугольной формы с закругленными краями, которое помещено в герметичный корпус, связанный гибким озоноустойчивым воздуховодом с поршневым микрокомпрессором, который подключен к выходу блока питания, при этом радиус скругленного края электрода R и напряжение U, подаваемое на разрядное устройство взяты в соотношении .
Технический результат - обеспечение создания озонатора с более высоким КПД генерации озона, меньшим уровнем энергопотребления, позволяющего проводить локальное озонирование воздуха в труднодоступных объемах.
Новизна изобретения заключается в том, что электроды выполнены из алюминия, прямоугольной формы с закругленными краями, причем радиус скругления края электрода R и напряжение U, подаваемое на разрядное устройство, взяты в соотношении , что позволяет избежать высокой напряженности электрического поля у краев электродов и предотвратить преждевременный пробой диэлектрического барьера.
Предложенное техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан электрод, на фиг.2 - схема электроозонатора.
Электроозонатор содержит корпус 1, в который помещены поршневой микрокомпрессор 2, соединенный с входным патрубком 3 и подключенный к выходу блока питания 4, к которому подключен блок управления режимами работы 5, связанный с источником питания высокого напряжения 6, который подключен к разрядному устройству, помещенному в герметичный корпус 7, соединенный с выходным патрубком 8 и поршневым микрокомпрессором 2 через гибкий озоноустойчивый воздоховод 9, и состоящему из прямоугольных диэлектрических пластин из стекла 10, прямоугольных алюминиевых электродов 11 с закругленными углами, причем радиус скругления углов электродов и напряжение, подаваемое на разрядное устройство, взяты в соотношении .
Малогабаритный электроозонатор работает следующим образом: напряжение питания подается через блок управления режимами работы 5 на поршневой микрокомпрессор 2 и блок питания 4, вследствие чего воздушная смесь всасывается поршневым микрокомпрессором 2 через гибкий входной патрубок 3 и далее через озоноустойчивый воздуховод 9 поступает в герметичный корпус 7 разрядного устройства. С выводов блока питания 4 напряжение заданных параметров подается на источник питания высокого напряжения 6, с выводов которого напряжение поступает к электродам разрядного устройства 11, вследствие чего в разрядном промежутке возникает разряд барьерного типа, в котором генерируется озон, а значит, образуется озоновоздушная смесь, которая через выходной патрубок 8 подается в требуемые труднодоступные объемы.
Эффективность работы озонатора подтверждена результатами исследований, которые были проведены на факультете энергетики и электрификации Кубанского Государственного Аграрного Университета. Результаты этих исследований приведены в таблицах 1, 2, 3, 4 и 5, где показана зависимость между временем работы озонатора t, величиной отношений U/R и затратами энергии на производство озона Ауд. Из таблиц 1 и 2 видно, что при отношении 
требуемый результат снижения затрат энергии Ауд на производство озона не достигается.
При 
энергетические затраты на производство озона снижаются (табл.3, 4), причем величина Ауд при 
и 
одинакова, но в первом случае имеется более эффективное использование материала конструкции.
| Таблица 1 | |||||
| Изобретение | |||||
| № | t, ч | U, кВ | R, мм | U/R | Ауд, кВт·ч/кг |
| 1 | 1 | 20 | 10 | 2 | 11 |
| 2 | 10 | 20 | 10 | 2 | 12 |
| 3 | 100 | 20 | 10 | 2 | 14 |
| 4 | 1000 | 20 | 10 | 2 | 17 |
| Таблица 2 | |||||
| Изобретение | |||||
| № | t, ч | U, кВ | R, мм | U/R | Ауд, кВт·ч/кг |
| 1 | 1 | 10 | 10 | 1 | 11 |
| 2 | 10 | 10 | 10 | 1 | 11,4 |
| 3 | 100 | 10 | 10 | 1 | 12 |
| 4 | 1000 | 10 | 10 | 1 | 14 |
| Таблица 3 | |||||
| Изобретение | |||||
| № | t, ч | U, кВ | R, мм | U/R | Ауд, кВт·ч/кг |
| 1 | 1 | 8 | 10 | 0,8 | 11 |
| 2 | 10 | 8 | 10 | 0,8 | 11 |
| 3 | 100 | 8 | 10 | 0,8 | 11,5 |
| 4 | 1000 | 8 | 10 | 0,8 | 12 |
| Таблица 4 | |||||
| Изобретение | |||||
| № | t, ч | U, кВ | R, мм | U/R | Ауд, кВт·ч/кг |
| 1 | 1 | 6 | 10 | 0,6 | 11 |
| 2 | 10 | 6 | 10 | 0,6 | 11 |
| 3 | 100 | 6 | 10 | 0,6 | 11,5 |
| 4 | 1000 | 6 | 10 | 0,6 | 12 |
| Таблица 5 | |||
| Прототип | |||
| № | t, ч | U/R | Ауд, кВт·ч/кг |
| 1 | 1 | ≥100 | 11,5 |
| 2 | 10 | ≥100 | 14 |
| 3 | 100 | ≥100 | 18 |
| 4 | 1000 | ≥100 | пробой |
Электроозонатор, содержащий в озоноустойчивом общем корпусе блок питания, источник питания высокого напряжения и разрядное устройство с электродами, отличающийся тем, что снабжен установленным в общем озоноустойчивом корпусе, подключенным к выходу импульсного источника питания поршневым микрокомпрессором, при этом разрядное устройство выполнено из диэлектрических пластин с двухсторонним расположением электродов из алюминия прямоугольной формы с закругленными краями, причем радиус скругления края электрода R и напряжение, подаваемое на разрядное устройство, взяты в соотношении: 
.
