Патент на изобретение №2176366
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЗОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
(57) Реферат: Изобретение может быть использовано для очистки воздуха от вредных газов и микроорганизмов, а также для водоочистки и водоподготовки. Устройство состоит из озонирующей камеры, выполненной в виде прямоугольной призмы, при этом одна пара противоположных граней выполнена из металла и подключена к заземленному выводу высоковольтного наносекундного источника питания, другая пара граней выполнена из диэлектрика, а в плоскости симметрии между заземленными гранями расположен игольчатый электрод, подключенный к высоковольтному выводу источника питания. Игольчатый электрод концами закреплен на боковых диэлектрических гранях с развитой поверхностью. Электроды могут быть выполнены полыми и соединяться диэлектрическим шлангом с системой охлаждения. Изобретение позволяет увеличить выход озона, снизить удельные энергозатраты, исключить воздухоподготовку, упростить конструкцию озонирующей камеры, электродов и системы охлаждения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. Изобретение относится к устройствам для озонирования воздуха и может быть использовано для очистки воздуха от вредных газов и микроорганизмов, а также для водоочистки и водоподготовки. Известны устройства для озонирования воздуха, состоящие из высоковольтного источника питания и камеры синтеза озона в потоке воздуха в барьерном разряде (см. Вигдорович В.Н., Исправников Ю.А., Нижаде-Гаагани Э.А. Проблемы озонирования и озонообработки и создание озоногенераторов второго поколения. М. – С.-Пб.: Озонит, 1994, 112 с.). В качестве диэлектрика для создания барьерного разряда используется кварцевое стекло. Недостатком таких устройств является их низкий ресурс, связанный с использованием твердого диэлектрика. Наличие диэлектрического барьера приводит к дополнительным потерям и локальному перегреву диэлектрика. Твердые диэлектрики при действии электрического поля высокой напряженности быстро выходят из строя. Другими недостатками этих устройств являются технологическая сложность нанесения барьеров и необходимость предварительного осушения и очистки воздуха перед подачей в камеру озонопроизводства. Наиболее близким к заявляемому является устройство для озонирования воздуха (см. а.с. СССР N 1543193, кл. F 24 F 3/16, C 01 B 13/11, опубликовано 15.02.1990 г. Бюл. N 6), содержащее расположенную в воздуховоде озонирующую камеру с игольчатыми электродами, подключенными к источнику высокого напряжения и направленными остриями друг другу навстречу, и размещенную между электродами металлическую диафрагму, которая подключена к отрицательной полярности источника, а электроды расположены симметрично диафрагме и подключены к положительной полярности источника. Недостатками данного устройства являются низкий выход озона; большие удельные энергозатраты; необходимость осушения и очистки воздуха; сложность охлаждения электродов, находящихся под высоким потенциалом относительно земли. Целью изобретения является увеличение выхода озона, снижение удельных энергозатрат, исключение воздухоподготовки, упрощение охлаждения. Поставленная цель достигается тем, что озонирующая камера выполнена в виде призмы, при этом одна пара противоположных граней выполнена из металла и подключена к заземленному выводу высоковольтного наносекундного импульсного источника питания, другая пара граней выполнена из диэлектрика, а в плоскости симметрии между заземленными гранями расположен игольчатый электрод, подключенный к высоковольтному выводу источника питания. Концы электрода закреплены на боковых диэлектрических гранях озонирующей камеры, имеющих развитую поверхность. При этом электрод выполнен полым и соединен диэлектрическим шлангом с системой охлаждения. В сравнении с прототипом, в котором используется источник постоянного напряжения, в предлагаемом устройстве используется высоковольтный наносекундный импульсный источник питания. Использование наносекундных импульсов позволяет значительно повысить энерговклад в объемный разряд, (см. Е.П. Велихов и др. Физические явления в газоразрядной плазме. М.: Наука, 1987 г.), а следовательно, и выход озона, т.к. он определяется током разряда (см. Kiss, Endre, Masuda, Senichi. “Investigation of discharge current of surface discharge tupe ozoniser”. Mod. Electrostatics Beijing Oxford ets., 1989, с. 517-520). Снижение энергозатрат по сравнению с прототипом обусловлено малой длительностью импульса тока, согласованием выхода импульсного генератора с параметрами разрядного промежутка. (Ohkubo, Toshikazu; Hamasaki, Suunsaku; Nomoto, Uukiharu; Chang, Jen-Shin; Adachi, Takauoshi. “The effect of corona wire heating on the downstream ozone concentration profiles in an air-cleaning wire – duct electrostatic precipitator”. IEEE Trans. Ind. Appi. ISSN 0093-9994 т. 26, 1990, N 3, с. 542-549). Выполнение противоположных стенок озонирующей камеры из металла позволило использовать их в качестве заземленных электродов, что значительно упрощает их охлаждение. В прототипе положительный и отрицательный электроды имеют сетчатую конструкцию, что не позволяет использовать для их охлаждения хладагенты (вода, фреон, аммиак и т. д.). В предлагаемом устройстве электроды обеих полярностей могут быть выполнены полыми, что позволяет использовать хладагент, а параметры импульса напряжения, подводимого к электродной системе, выбраны таким образом, что повышенная влажность и запыленность воздуха не влияют на характер разряда в межэлектродном промежутке и выход озона, что позволяет отказаться от воздухоподготовки. На фиг. 1 и фиг. 2 представлена принципиальная схема устройства для озонирования воздуха. Устройство для озонирования воздуха содержит озонирующую камеру, выполненную в виде призмы, при этом одна пара противоположных граней 1 выполнена из металла и подключена к заземленному выводу высоковольтного наносекундного импульсного источника питания, другая пара граней 2 выполнена из диэлектрика, а в плоскости симметрии между заземленными гранями 1 расположен игольчатый электрод 3, подключенный к высоковольтному выводу источника питания. Крепление концов электродов на боковых диэлектрических гранях, имеющих развитую поверхность, позволяет упростить конструкцию озонирующей камеры, повысить электрическую прочность и упростить подвод высокого напряжения. Для улучшения охлаждения заземленные грани 1 и электрод 3 могут быть выполнены полыми для подачи хладагента. При этом подача хладагента к игольчатому электроду 3 осуществляется по диэлектрическому шлангу. Устройство работает следующим образом. Воздух по воздуховоду подается в озонирующую камеру вдоль металлических граней 1 и игольчатого электрода 3. При подаче высоковольтных наносекундных импульсов на электрод 3 происходит импульсный коронный разряд между остриями игольчатого электрода 3 и заземленными гранями 1, в результате которого образуется озон. Увеличение выхода озона достигается тем, что в отличие от прототипа, в котором питание осуществляется от источника постоянного напряжения, в заявляемом устройстве используются импульсы наносекундной длительности, которые позволяют значительно повысить энерговклад в объемный разряд, а следовательно, и выход озона. Снижение энергозатрат по сравнению с прототипом обусловлено малой длительностью импульса тока, согласованием выхода импульсного генератора с параметрами разрядного промежутка. Выполнение противоположных стенок озонирующей камеры из металла позволило использовать их в качестве заземленных электродов, что значительно упрощает их охлаждение. В прототипе положительный и отрицательный электроды имеют сетчатую конструкцию, что не позволяет использовать для их охлаждения хладагенты (вода, фреон, аммиак и т. д.). В предлагаемом устройстве электроды обеих полярностей могут быть выполнены полыми, что позволяет использовать хладагент. Параметры импульса напряжения, подводимого к электродной системе, выбраны таким образом, что повышенная влажность и запыленность воздуха не влияют на характер разряда в межэлектродном промежутке и выход озона, что позволяет отказаться от воздухоподготовки. Следовательно, предлагаемое устройство для озонирования воздуха позволяет увеличить выход озона, снизить удельные энергозатраты, исключить воздухоподготовку и упростить охлаждение электродов. Формула изобретения
РИСУНКИ
PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение
Прежний патентообладатель:
(73) Патентообладатель:
Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 20.01.2006 № 21400
Извещение опубликовано: 20.03.2006 БИ: 08/2006
|
||||||||||||||||||||||||||
