Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ОЗОНАТОР
ОЗОНАТОР

ОЗОНАТОР

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: получение озона для очистки промышленных и сточных вод. Сущность изобретения: озонатор содержит источник питания, диэлектрическую трубку, на внешней и внутренней сторонах которой согласно навиты два электрода в виде спиралей, причем начало внешнего электрода и конец внутреннего электрода подключены к источнику питания. 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2016841
Класс(ы) патента: C01B13/11
Номер заявки: 4946366/26
Дата подачи заявки: 14.06.1991
Дата публикации: 30.07.1994
Заявитель(и): Московский энергетический институт
Автор(ы): Демирчян К.С.; Алиев И.К.; Гусев Г.Г.; Склянченков О.А.
Патентообладатель(и): Московский энергетический институт
Описание изобретения: Изобретение относится к устройствам для получения озона и может быть использовано в очистке промышленных и бытовых сточных вод, в обеззараживании питьевой воды, в химической технологии, а также в других отраслях народного хозяйства.
Известен озонатор трубчатой формы, коронирующий электрод которого выполнен в виде ленты, закрепленной на внешней поверхности диэлектрической трубы по спирали.
Недостатком данного озонатора является малая удельная производительность по озону.
Наиболее близким к изобретению техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является высокочастотный озонатор, в котором внутренний электрод выполнен в виде спирали и связан с высоким напряжением, а масс-электродом является внешняя труба, изолированная от внутреннего электрода кварцевой трубой.
Недостатком прототипа являются малый выход озона, большой уровень энергозатрат.
Целью изобретения является уменьшение энергозатрат и повышение удельной производительности озонатора.
Поставленная цель достигается тем, что в озонаторе трубчатой формы, состоящем из источника питания, внешнего и внутреннего электродов и диэлектрической трубки между ними, оба электрода выполнены в виде спиралей, навитых согласно на внешней и внутренней сторонах диэлектрической трубки.
По сравнению с прототипом озонатор имеет новые признаки и соответствует критерию "Новизна". Выполнение электродов в виде спиралей, навитых согласно на внешней и внутренней сторонах диэлектрической трубки, не известно из патентной и научно-технической литературы, что подтверждает соответствие заявленного озонатора критерию "Существенные отличия". Кроме того, это соответствует и критерию "положительный эффект", так как при этом для генерации озона используются и внешняя, и внутренняя стороны диэлектрической трубки, что приводит к увеличению удельной производительности озонатора. Использование же резонансных свойств спиральных электродов позволяет уменьшить энергозатраты на производство озона.
На фиг. 1 показана принципиальная конструкция озонатора; на фиг. 2 - схема замещения озонатора; на фиг. 3 - эквивалентная схема озонатора.
Озонатор содержит диэлектрическую трубку 1, внешний электрод 2 и внутренний электрод 3. Электроды выполнены в виде навитых согласно спиралей. Начало 4 внешнего электрода и конец 5 внутреннего электрода подключены к источнику питания 6. Конец внешнего электрода и начало внутреннего электрода остаются разомкнутыми. Озонатор содержит также трубку 7 с продольными ребрами, внутри которой протекает охлаждающий агент - вода 8.
Спиральные электроды озонатора в целом могут быть представлены цепью с распределенными параметрами, учитывающими магнитную и электрическую связи между ними.
Схема замещения электродов, показанная на фиг. 2, содержит следующие элементы:
9 - индуктивность спирали на единицу длины;
10 - сопротивление спирали на единицу длины;
11 - емкость между спиралями на единицу длины;
12 - проводимость на единицу длины, учитывающая потери в диэлектрике между спиралями и в разрядных промежутках.
Совместное решение дифуравнений в частных производных согласно схеме на фиг. 2 в предположении сильной магнитной связи между спиралями позволяет найти в явном виде выражение для входного сопротивления.
Для упрощения анализа процессов в озонаторе на фиг. 3 приведена синтезированная по входному сопротивлению эквивалентная схема, где
13 - эквивалентное сопротивление, определяющее потери в проводниках спиралей;
14 - эквивалентная индуктивность электродов;
15 - эквивалентная емкость;
16 - эквивалентная проводимость, учитывающая потери в диэлектрике между спиралями и в разрядных промежутках.
Озонатор работает следующим образом. При подаче напряжения от источника питания возникает электрическое поле между электродами. В результате на внешней и внутренней поверхностях диэлектрической трубки образуется тлеющий поверхностный разряд и молекулы кислорода подвергаются электронной бомбардировке.
Из схемы на фиг. 3 очевидно, что на резонансной частоте может иметь место резонанс напряжений. Эквивалентные параметры 13-16 позволяют найти резонансную частоту и входное сопротивление в этом режиме. Генерация озона сопровождается колебаниями на резонансной частоте. Причем работа осуществляется на участке с отрицательным дифференциальным сопротивлением вольт-амперной характеристики электрического разряда. Это приводит к увеличению выхода озона на единицу подводимой энергии, т.е. к уменьшению энергозатрат.
Предлагаемый озонатор позволяет увеличить удельную производительность и уменьшить энергозатраты. Удельная производительность возрастает примерно в 2 раза, так как съем озона происходит как с внутренней, так и с внешней сторон диэлектрической трубки.
В научной лаборатории МЭИ изготовлена действующая физическая модель озонатора. Источник питания переменного тока обеспечивает на электродах озонатора напряжение 5 кВ с частотой 6,5 кГц. Проведены экспериментальные исследования. Полученные результаты подтверждают реализуемость поставленной цели изобретения.
Формула изобретения: ОЗОНАТОР трубчатой формы, состоящий из источника питания, внешнего и внутреннего электродов и диэлектрической трубки между ними, причем внутренний электрод выполнен в виде спирали и расположен внутри диэлектрической трубки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат и повышения удельной производительности, внешний электрод выполнен в виде спирали, навитой на внешней стороне диэлектрической трубки, причем начало внешнего электрода и конец внутреннего электрода подключены к источнику питания.