газоразрядное устройство

Формула изобретения

Газоразрядное устройство, состоящее из коаксиально расположенных электродов, внутренний электрод выполнен в виде сквозного пустотелого цилиндра, имеющего на боковой поверхности отверстия, отличающееся тем, что отверстия выполнены с зенкованными краями, обращенными внутрь газоразрядного промежутка, внутренний электрод покрыт с зенкованной стороны диэлектриком, при этом подготовленный газ, включающий кислород, подают в зону разряда, а поток воздуха обтекает перфорированный электрод снаружи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к получению озона путем электросинтеза и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, медицине, приборостроении, электронике.

Известно устройство (патент SU 1724567 А1, 07.04.1992), состоящее из цилиндрической трубки с нанесенным на нее снаружи металлическим покрытием и внутреннего полого металлического электрода, на боковой поверхности которого нанесены отверстия, общая площадь поперечного сечения которых больше поперечного сечения подводящего воздух штуцера.

Принцип работы данного устройства состоит в следующем. Воздух, под избыточным давлением, поступает во внутрь полого металлического электрода и выходит из него через отверстия, образуя тем самым эффект воздушного душа внутри диэлектрической трубки. Струи воздуха подвергаются действию электрического разряда и образующийся озон поступает на выход генератора.

К недостаткам предлагаемой конструкции относятся локализация разряда в зоне отверстий как за счет острых граней последних, так и за счет локального изменения давления в зоне газоразрядного промежутка, что приводит к увеличению энергии единичного разряда и снижает эффективность электросинтеза. При этом озон, образующийся в отверстиях, находящихся ближе к входному штуцеру, подвергается деструкции разрядами локализованных у других отверстий. Все это приводит к локальному перегреву газоразрядной зоны, увеличению вторичной деструкции озона и невозможности получения стабильной озоно-воздушной смеси особенно при концентрациях озона, близких или ниже предельно допустимой концентрации (ПДК).

Известно также газоразрядное устройство, состоящее из коаксиально расположенных электродов, внутренний электрод выполнен в виде сквозного пустотелого цилиндра, имеющего на боковой поверхности отверстия (US 4911805 А, 27.03.1990).

Недостатком этого устройства являются большие энергозатраты, а также то, что данное устройство не применяют для производства озона.

Задачей изобретения является обеспечение в широком диапазоне стабильной заранее заданной концентрации озоно-воздушной смеси, сокращение энергозатрат на электросинтез озона и охлаждение зоны разряда.

Указанная задача достигнута за счет того, что в газоразрядном устройстве, состоящем из коаксиально расположенных электродов, внутренний электрод выполнен в виде сквозного пустотелого цилиндра, имеющего на боковой поверхности отверстия, согласно изобретению, отверстия выполнены с зенкованными краями, обращенными внутрь газоразрядного промежутка, внутренний электрод покрыт с зенкованной стороны диэлектриком, при этом подготовленный газ, включающий кислород, подают в зону разряда, а поток воздуха обтекает перфорированный электрод снаружи.

На чертеже представлена схема предлагаемого газоразрядного устройства.

Газоразрядное устройство состоит из металлического цилиндрического электрода 1 и коаксиально расположенного внутри него сквозного пустотелого цилиндрического электрода 2, покрытого диэлектриком 3 (например - стеклоэмалью), на боковой поверхности которого имеются зенкованные отверстия 4, обращенные зенковкой внутрь газоразрядного промежутка. Электроды с обоих концов укреплены с помощью диэлектрических крышек - 5, на которой смонтирован проходной патрубок 6, и крышки 7.

Газоразрядное устройство работает следующим образом.

Напряжение от высоковольтного источника питания подается на коаксиально расположенные электроды 1 и 2 (при этом роль заземленного электрода в зависимости от конкретных условий использования устройства может выполнять любой из них). Подготовленный для электросинтеза газ - например кислород - подается через штуцер 6 в зону разряда, образуемую электродами 1, 2 и крышками 5 и 7, а воздушный поток подают внутрь сквозного пустотелого электрода 2, который обтекает электрод 2 снаружи. Для предотвращения локализации разрядов в газоразрядной зоне и равномерного распределения стримеров по всей поверхности газоразрядной зоны отверстия 4 на поверхности электрода 2 зенкованы со стороны, обращенной внутрь газоразрядной зоны, а сам электрод покрыт диэлектриком 3. Синтезированный озон инжектируется с помощью воздушного потока в полость проходного электрода 2, откуда образовавшаяся озоно-воздушная смесь заданной концентрации поступает для дальнейшего ее использования.

В таблице приведены экспериментальные данные, полученные при сравнении предлагаемого и известного устройств при равных потребляемой мощности и площади газоразрядной зоны.

Таблица
Испытываемое устройство	Концентрация озона, p.p.m.	Расход воздуха, л/мин	Расход кислорода, л/мин	Стабильность концентрации озона, %
Известное	750		2	7-9
	790		1,5	8-10
	800		1	10-11
Предлагаемое	810		2	5-7
	800	0,5	2	5-6
	830	1,5	1,5	3-5
	230	20	1,5	2-3

Из представленных в таблице данных следует, что при прочих равных условиях выход озона в предлагаемом газоразрядном устройстве увеличился в среднем на 15%, а стабильность возросла в 2-2,5 раза.