RU2083482C1

RU2083482C1 - Cascade ozonator

Info

Publication number: RU2083482C1
Application number: RU95102792A
Authority: RU
Inventors: Л.И. Варламов
Original assignee: Научно-производственное предприятие "РИОС"
Priority date: 1995-02-27
Filing date: 1995-02-27
Publication date: 1997-07-10
Also published as: RU95102792A

Abstract

FIELD: ozone generation. SUBSTANCE: ozonator contains two electrodes - solid and sectioned ones mounted in spaced relation to each other. Solid electrode is wire-led to multiple- channel high-voltage pulse generator. Sectioned electrode is provided with sections having successively increasing surface and wire-led through current regulator to separate terminals of generator. EFFECT: improved design.

Description

Изобретение относится к технике получения озона из кислорода или воздуха с помощью электрического разряда и может быть использовано для озонирования воды и нейтрализации вредных газов в воздухе. The invention relates to techniques for producing ozone from oxygen or air using an electric discharge and can be used to ozonize water and neutralize harmful gases in the air.

Известен озонатор [1] содержащий 2 металлических электрода, покрытых диэлектрическим слоем и установленных с зазором между собой. Оба электрода подключаются к разным выводам высоковольтного источника переменного тока. Озон получают при прокачке кислородсодержащего (рабочего) газа через электрический разряд в зазоре между электродами. Known ozonizer [1] containing 2 metal electrodes coated with a dielectric layer and installed with a gap between each other. Both electrodes are connected to different terminals of the high-voltage AC source. Ozone is obtained by pumping oxygen-containing (working) gas through an electric discharge in the gap between the electrodes.

В этом озонаторе из-за выполнения электродов сплошными исключается применение атмосферного воздуха без предварительной его подготовки (сушка, очистка от пыли). In this ozonizer, due to the performance of solid electrodes, the use of atmospheric air without its preliminary preparation is excluded (drying, dust removal).

В противном случае токопроводящие пыль и влага, содержащиеся в обычном атмосферном воздухе, вызывают появление неоднородностей электрического разряда в зазоре в виде искровых каналов. Вследствие этого происходит тепловой пробой и разрушение диэлектрического барьера. Otherwise, conductive dust and moisture contained in ordinary atmospheric air cause inhomogeneities of the electric discharge in the gap in the form of spark channels. As a result of this, thermal breakdown and destruction of the dielectric barrier occur.

В качестве прототипа принят каскадный озонатор по [2] Указанный озонатор содержит установленные с зазором относительно друг друга сплошной и секционированный электроды. Площади секций секционированного электрода и зазоры между ними и сплошным элеткродом выполнены со ступенчатым увеличением. Сплошной электрод соединен с одним из выходов высоковольтного источника переменного напряжения, а каждая секция каскадного электрода подключена к другому выходу того же источника питания через токоограничивающие конденсаторы. Озон получают при прокачке рабочего раза через электрический разряд в зазоре между электродами. As a prototype, a cascade ozonizer according to [2] was adopted. The specified ozonizer contains solid and sectioned electrodes installed with a gap relative to each other. The area of the sections of the sectioned electrode and the gaps between them and the solid electrode are made with stepwise increase. A solid electrode is connected to one of the outputs of the high-voltage AC voltage source, and each section of the cascade electrode is connected to the other output of the same power source through current-limiting capacitors. Ozone is obtained by pumping working times through an electric discharge in the gap between the electrodes.

Ступенчатое увеличение зазора при использовании синусоидального или пилообразного напряжения питания позволяет посекционно увеличивать импульсную плотность тока электронов и снижать ионную компоненту тока в разряде, т.е. увеличивать удельную производительность озонатора с увеличением числа секций. A stepwise increase in the gap when using a sinusoidal or sawtooth supply voltage makes it possible to increase the pulsed current density of electrons in sections and reduce the ionic component of the current in the discharge, i.e. increase the specific productivity of the ozonizer with an increase in the number of sections.

Однако число секций секционированного электрода ограничено величиной пробивного напряжения рабочего газа в наибольшем зазоре между секциями и сплошным электродом, что препятствует получению большой производительности озонатора. However, the number of sections of the sectioned electrode is limited by the breakdown voltage of the working gas in the largest gap between the sections and the solid electrode, which prevents the production of a large ozonizer productivity.

Кроме того, шаг увеличения зазора существенно зависит от крутизны переднего фронта импульсов напряжения питания. Это накладывает ограничения на увеличение удельной производительности озонатора за счет увеличения частоты следования импульсов. In addition, the step of increasing the gap substantially depends on the steepness of the leading edge of the supply voltage pulses. This imposes restrictions on increasing the specific productivity of the ozonizer by increasing the pulse repetition rate.

В основу изобретения положена задача стабилизации процесса получения электрического каскадного разряда в зазоре между электродами независимо от частоты и крутизны фронта напряжения. The basis of the invention is the stabilization of the process of obtaining an electric cascade discharge in the gap between the electrodes, regardless of the frequency and slope of the voltage front.

Задача решается тем, что в каскадном озонаторе, содержащем расположенные с зазором относительно друг друга сплошной электрод и секционированный с последовательно ступенчато- увеличивающейся площадью секций, включенные в цепь с источником высоковольтного напряжения питания и ограничителями тока для каждой секции секционированного, зазор между электродами выполнен постоянным. При этом в качестве источника высоковольтного напряжения применен многоканальный генератор высоковольтных импульсов, и каждая секция секционированного электрода через ограничитель тока подсоединена к отдельному выходу многоканального генератора высоковольтных импульсов, обеспечивающего нарастающий от секции к секции сдвиг фаз высоковольтного напряжения. The problem is solved in that in a cascade ozonizer containing a continuous electrode arranged with a gap relative to each other and partitioned with a sequentially stepwise increasing section area, included in the circuit with a high-voltage supply voltage source and current limiters for each sectioned section, the gap between the electrodes is made constant. In this case, a multi-channel generator of high-voltage pulses was used as a source of high-voltage voltage, and each section of a sectioned electrode is connected through a current limiter to a separate output of a multi-channel generator of high-voltage pulses, which provides a phase shift of the high-voltage voltage increasing from section to section.

Совокупность указанных признаков позволяет стабилизировать процесс получения каскадного электрического разряда независимо от числа секций каскадного электрода благодаря фиксированному сдвигу фаз на многоканальном генераторе высоковольтных импульсов. В этом случае на каждую секцию подаются последовательно напряжения одинаковой амплитуды, вызывающие последовательное развитие каскадного разряда от секции к секции независимо от частоты и фронта напряжения источника питания. The combination of these features allows you to stabilize the process of obtaining a cascade electric discharge, regardless of the number of sections of the cascade electrode due to the fixed phase shift on a multi-channel high-voltage pulse generator. In this case, voltages of the same amplitude are applied to each section sequentially, causing the cascade discharge to develop sequentially from section to section regardless of the frequency and voltage front of the power source.

На фиг. 1 представлена схема каскадного озонатора; на фиг. 2 схема эпюр напряжения на секциях секционированного электрода. In FIG. 1 shows a diagram of a cascade ozonizer; in FIG. 2 diagram of voltage plots on sections of a sectioned electrode.

Предложенный каскадный озонатор (фиг. 1) содержит сплошной электрод 1 и секционированный электрод 2 с секциями 3. Сплошной 1 и секционированный электрод 2 расположены с постоянным зазором относительно друг друга. Секционированный электрод 2 состоит из секций 3, имеющих последовательно ступенчато-увеличивающуюся площадь. Сплошной электрод 1 включен в цепь с многоканальным генератором высоковольтных импульсов. Секции 3 секционированного электрода 2 соединены через ограничители тока 4 с каналами 5 многоканального генератора высоковольтных импульсов. The proposed cascade ozonizer (Fig. 1) contains a continuous electrode 1 and a sectioned electrode 2 with sections 3. The continuous 1 and sectioned electrode 2 are located with a constant gap relative to each other. The partitioned electrode 2 consists of sections 3 having a sequentially stepwise increasing area. The solid electrode 1 is included in the circuit with a multi-channel high-voltage pulse generator. Section 3 of the sectioned electrode 2 is connected via current limiters 4 to channels 5 of a multi-channel high-voltage pulse generator.

Каскадный озонатор работает следующим образом. Рабочий газ прокачивают в зазор между электродами 1 и 2, подключенными к многоканальному генератору высоковольтных импульсов. Озонная смесь образуется в зазоре между электродами под воздействием электрического разряда. При это процесс посекционного формирования импульсов разряда определяется сдвигом фаз между импульсами, подаваемыми на секции секционированного электрода 2. Это позволяет снять принципиальные ограничения на число секций секционированного электрода, упростить технологию его изготовления и значительно увеличить производительность каскадного озонатора. Cascade ozonizer works as follows. The working gas is pumped into the gap between the electrodes 1 and 2 connected to a multi-channel high-voltage pulse generator. The ozone mixture is formed in the gap between the electrodes under the influence of an electric discharge. In this case, the process of sectional formation of discharge pulses is determined by the phase shift between pulses supplied to the sections of the sectioned electrode 2. This allows you to remove the fundamental restrictions on the number of sections of the sectioned electrode, simplify its manufacturing technology and significantly increase the performance of the cascade ozonizer.

Claims

A cascade ozonizer containing a solid electrode arranged with a gap relative to each other and a sectioned electrode with a sequentially increasing sectional area of sections, connected to a circuit with a high-voltage power supply and current limiters for each section of the sectioned electrode, characterized in that the gap between the electrodes is constant, and the high-voltage voltage source is made in the form of a multi-channel high-voltage pulse generator and each section of the partitioned ele The cathode is connected through a current limiter to a separate output of a multi-channel high-voltage pulse generator, which provides a phase shift of the high-voltage voltage growing from section to section.