электроразрядный озонатор с неоднородным электрическим полем

Формула изобретения

ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫЙ ОЗОНАТОР С НЕОДНОРОДНЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОЛЕМ, состоящий из коаксиальных внешнего цилиндрического и внутреннего электродов и дополнительных инициирующих электродов, отличающийся тем, что инициирующие электроды расположены на наружном цилиндре и ориентированы в направлении внутреннего электрода, выполненного в виде цилиндра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химии, а именно к получению озона с помощью электрического разряда, и может быть использовано в энергетике, медицине, химической и других отраслях промышленности для очистки промышленных выбросов в атмосферу, обеззараживания и дезинфекции воздуха, воды и других сред. Указанные экологические проблемы являются одними из важнейших как у нас в стране, так и за рубежом.

Из известных способов выработки озона наиболее удобным, технологичным и производительным является применение для этих целей электрического разряда. Для получения разряда можно использовать электроды, создающие как близкие к однородным, так и неоднородные электрические поля, но в любом случае необходимо предусмотреть меры, препятствующие образованию в разряде искрового канала, поскольку при этом газ разогревается и выработка озона прекращается.

Известны электроразрядные устройства для получения озона с электрическим полем, близким к однородному [1] В них для предотвращения образования искры один электрод или оба покрываются диэлектриком.

Однако использование покрытий диэлектриком усложняет конструкцию устройства и технологию его изготовления, а также уменьшает срок службы из-за более быстрого старения диэлектрика.

Наиболее близким к изобретению является устройство с неоднородным электрическим полем без диэлектрического барьера, содержащее внешний сетчатый цилиндрический электрод и внутренний электрод, снабженный разрядными дисками, а также дополнительные электроды в виде дисков звездообразной формы, установленные на внутреннем электроде между разрядными дисками.

Указанное устройство технологично в изготовлении. Однако для того, чтобы в нем не происходило образование искры, необходимо снижать приложенное напряжение и соответственно среднюю напряженность в канале разряда до величины в 2-2,2 раза меньшей оптимальной с точки зрения образования озона, что приводит в конечном итоге к уменьшению удельного выхода озона и увеличению энергозатрат.

Задачей предлагаемого изобретения является создание простого, высокопроизводительного электроразрядного озонатора с неоднородным полем.

Для этого в конструкции, состоящем из двух электродов в виде коаксиальных цилиндров и дополнительных инициирующих электродов, дополнительные электроды выполнены на наружном цилиндре в направлении внутреннего.

На фиг. 1, 2 представлен предлагаемый электроразрядный озонатор, две проекции.

Электроразрядный озонатор состоит из двух электродов в виде коаксиальных цилиндров (внутреннего 1 и наружного 2) и дополнительных инициирующих разряд электродов 3, выполненных, например, в виде стержней, установленных на наружном цилиндре 2 в направлении внутреннего 1. Количество дополнительных электродов 3 соответствует их количеству в прототипе.

Электроразрядный озонатор работает следующим образом.

При подаче на электроды напряжения, достаточного для развития разряда, у инициирующих стержней образуется микроканал разряда, который постепенно продвигается к противоположному электроду и пересекает промежуток. В микроканале происходит образование озона. В предлагаемом устройстве при напряженности поля, близкой к оптимальному с точки зрения получения озона (Е= 10-12 кВ/см при нормальных условиях), искровой канал не образуется. Плазма в каждой точке по длине канала, просуществовав около 0,5 мкс, распадается. В случае же продвижения микроканала разряда от внутреннего электрода в сторону наружного образование искры происходит при напряжении в 2-2,2 раза меньшем, чем в случае, если бы микроканал продвигался от наружного электрода к внутреннему. Этот результат получен расчетом по модели, изложенной в работе (Базелян Э. М. Ражанский И. М. Искровой разряд в воздухе. Новосибирск: Наука, 1988) и проверен экспериментально на макетах устройств.

Количество стержней по радиусу и длине наружного цилиндра, как и в прототипе, выбирается таким образом, чтобы области занимаемые разрядом с каждого стержня, соприкасались, но не перекрывали друг друга.