Свойства, получениие и применение озона (стр. 42 )

Способ получения озона (заявка 2383123 Франции, С01В 13/11, опубл. 6.10.1978) основан на использовании озонатора, состоящего из ряда цилиндрических ячеек 1 (рис. 62), выполненных из листового металла, которые проводником 2 присоединяются к заземлению 3.

По оси каждой цилиндрической ячейки расположен проволочный электрод (анод) диаметром 0,1¸0,5 мм, покрытый слоем пористого вещества с низкой электропроводностью (например, оксидом металла, из которого выполнен электрод). Электроды всех ячеек соединены параллельно и по проводнику 4 к ним подается выпрямленное напряжение положительной полярности. Все ячейки 1 объединяются коллекторами 5 и 6 на входе воздуха и на выходе смеси, соответственно. Воздух поступает через штуцер 7, а газ, содержащий О3, выводится через штуцер 8. Градиент напряжения, между электродом и внутренней поверхностью ячейки 1, лежит в пределах 1¸4 кВ/см. При напряжении 10 кВ в ячейке 1 диаметром 6 см и длиной 100 см, получают 600 мг/ч О3 при потребляемой мощности 10 Вт, т. е. при затрате электроэнергии 1 кВт×ч выход О3 достигает 60 мг, при токе в ячейке - I = 1 мА.

Озонатор (заявка 3907429 ФРГ, С01В 13/11, опубл.13.09.1990), предназначенный для стерилизации воздуха в закрытых помещениях, содержит цилиндрический вертикальный корпус 1 (рис. 63), в котором расположен ряд концентрических электродов 2, связанных с шинами 3, подводящими напряжение противоположной полярности.

Между смежными электродами 2 возникает тихий электрический разряд, под воздействием которого в восходящем потоке воздуха образуется озон. Изменением длины электродов 2 регулируется концентрация О3 в выходящем сверху воздухе. Импульсное электропитание (с крутым фронтом, в отличие от синусоиды) повышает энергетический выход О3 в 2¸3 раза.

Озонатор типа нить-цилиндр (заявка 2695927 Франции, C01B 13/11, опубл. 25.03.1994) содержит проволочный электрод 1 (рис. 64), например, нихромовый, к которому подводится постоянное напряжение, а также металлический трубчатый электрод 2 из неокисляющегося металла (заземленного). Концы 2 уплотнены диэлектрическими втулками 3 из ПВХ или ПТФЭ. Натяжение проволоки 1 достигается с помощью пружины 4, упирающейся во втулку 3 и металлическую бобышку 5, к которой приварен нижний конец проволоки 1, а ее верхний конец приварен к бобышке 6. Во втулке 3 выполнены отверстия 7, которые сообщаются с каналом 8 и служат для прохода газа в электрод 2 и выхода из него снизу. Кольцевые прокладки 9 уплотняют озонатор в гнездах для подачи и отвода газа.

Аэроионизатор для обработки воздуха (а. с. 941277 СССР, С01В 13/11, опубл. 17.01.1980) содержит корпус с камерой коронного разряда, причем для повышения эффективности работы он снабжен камерой искрового разряда и озонатором, расположенным над камерой коронного разряда и соединенными с ней, а также камерой рекомбинации с выходным отверстием, расположенным над ними. Камера рекомбинации может быть выполнена с диэлектрическим покрытием.

В способе возбуждения коронного разряда в озонаторе (заявка 1153504 Японии, C01B 13/11, опубл. 15.06.1989), для повышения эффективности, разряд возбуждается между плоским электродом и острой кромкой второго плоского электрода, установленного под прямым углом к первому, и предусматривается подавать на них импульсы трапециидальной формы с высокой (0,125 кВ/нс) крутизной переднего фронта. Напряженность электрического поля в разрядном зазоре достигает 10 кВ/см.

7.10. Озонаторы электрогазодинамического действия

Для уменьшения аэродинамического сопротивления озонатора и исключения устройства для прокачивания газа возможно использование подвижного электрода в виде крыльчатки. Например, электрогазодинамическое устройство для получения озона (а. с. 947029 СССР, С01В 13/12, опубл. 10.12.1980) содержит (рис. 65) подключенные к высоковольтному источнику электроды и расположенный между ними диэлектрический цилиндр, причем для уменьшения энергозатрат, внешний электрод выполнен в виде кольца, расположенного на диэлектрическом цилиндре, а внутренний электрод выполнен в виде крыльчатки, установленной с возможностью вращения перед кольцом.

Для регулирования направления и скорости вращения крыльчатки, внешний электрод выполнен с возможностью вращения. Образующийся при этом в разряде электрический ветер вращает крыльчатку, создавая поток воздуха с озоном (размеры на рис. 65 указаны в мм).

В обычных озонаторах с барьерным разрядом электрический ветер, направленный перпендикулярно потоку газа, турбулизирует его, увеличивая аэродинамическое сопротивление. При использовании шести лопастей в крыльчатке, частота ее вращения составляет 800 об/мин, которая зависит от перемещения внешнего электрода. В данном озонаторе, используется эффект электронного ветра в разряде и содержится диэлектрический цилиндр 1 (рис. 66), с расположенным на наружной поверхности кольцевым электродом 2, внутренний электрод в виде крыльчатки 3, установленный с зазором относительно внутренней поверхности цилиндра 1, источник напряжения 4, соединенный с электродом 2 и крыльчаткой 3, для образования барьерного разряда и генерации O3.

Электрический ветер вращает крыльчатку 3, которая перемещает газ по цилиндру 1, причем с одного его конца засасывается воздух, а с другого выходит смесь с O3. При перемещении электрода 2 по поверхности цилиндра 1 изменяется межэлектродное расстояние, а также напряженность электрического поля и интенсивность электрического ветра, что позволяет регулировать расход газа и производительность по озону.

Электрогазодинамическое устройство для получения озона (а. с. 1181991 СССР, C01B 13/11, опубл. 21.12.1983) содержит (рис. 67) электроды, подключенные к высоковольтному источнику переменного тока, один из которых выполнен в виде крыльчатки с возможностью вращения.

Причем для повышения выхода О3 за счет увеличения барьерной емкости и обеспечения оптимальной энергии одиночного разряда, крыльчатка выполнена с плоскими лопастями, а второй электрод выполнен в виде сетки из проводящего материала, покрытого диэлектриком, и установлен перед крыльчаткой параллельно плоскости ее вращения. При этом отношение рабочей площади электрода сетки к полной площади электрода сетки равно - 0,65.

Электрогазодинамическое устройство (а. с. 1326550 СССР, С01В 13/11, опубл. 05.10.1985) для получения озона, содержит подключенные к высоковольтному источнику электроды и расположенный между ними диэлектрический цилиндр, при этом внутренний электрод выполнен в виде крыльчатки, установленной с возможностью вращения, а внешний электрод - в виде кольца, установленного с возможностью перемещения, причем внешний электрод снабжен зубцами, расположенными с шагом в шахматном порядке по обоим краям кольца, а количество лопастей крыльчатки равно количеству зубцов кольца внешнего электрода, размещенных по одному с его краев.

Устройство для дезинфекции озоном (а. с. 1465412 СССР, С01В 13/10, опубл. 10.06.1987) содержит внешний сетчатый цилиндрический электрод, снабженный разрядными дисками, которые разделены дистанционными втулками, причем для снижения энергоемкости производства О3, оно снабжено ионизирующими дисками звездообразной формы, установленными между разрядными дисками, при этом диаметр ионизирующего диска меньше диаметра разрядного диска и составляет от него 0,8¸0,85.

В озонаторе электрогазодинамического действия (а. с. 1504216 СССР, С01В 13/11, опубл. 5.08.1989) при подаче напряжения U = 10¸14 кВ от источника переменного тока 1 (рис. 68) возникает барьерный разряд между остриями игл электрода 2 и электродом 3, с образованием O3.

Образующийся электрический ветер вызывает перемещение газа вдоль оси цилиндра 4, обеспечивая засасывание в него воздуха. Перемещением диска 5 с помощью тяги 6 изменяется угол наклона образующей конуса 2 и тем самым межэлектродный зазор и соотношение составляющих скорости (вертикальной и горизонтальной) электрического ветра, что изменяет расход газа, активную мощность разряда и концентрацию O3. При повороте опорного конца 7 происходит закручивание игл и изменяется их угол наклона. Одновременно перемещение 5 и 7 позволяет плавно регулировать напорно–расходные характеристики и получать O3 смесь с заданной концентрацией.

Озонатор (а. с. 1789504 СССР, С01В 13/11, опубл. 20.08.1990) имеет два электрода подключенные к источнику переменного тока, один из электродов намотан спирально с зазорами между витками на внутреннем цилиндре, установленном с зазором и коаксиально внешнему цилиндру. Для снижения энергозатрат и обеспечения транспортировки газа электронным ветром, внутренний цилиндр выполнен из диэлектрического материала и на него намотан второй электрод в последовательно чередующемся с первым порядке, причем электроды выполнены с изоляционным покрытием. Электроды могут быть выполнены в виде металлических проводников, расположенных в гибких диэлектрических оболочках и заполнены проточной водой.

Озонатор (пат. 4992246 США, B01J 19/08, опубл. 12.02.1991) содержит встроенный вентилятор, подающий насыщенный озоном воздух и совмещенный с электродами в одном приборе. Причем одним из электродов является металлический (из нержавеющей стали) цилиндр, установленный в корпусе прибора, а вторым электродом - вентилирующие лопатки между двумя дисками (лопатки и диски выполнены из нержавеющей стали). Один из дисков закреплен с помощью втулки из электроизолирующего материала на валу двигателя, а второй - использован в цепи токопровода. По оси вращения вентилятора, в корпусе прибора во втулке из электроизоляционного материала размещен угольный штырь, прижимаемый цилиндрической пружиной к этому диску. Рабочее напряжение на электродах - U = 10¸15 кВ. В данной конструкции уменьшаются габариты и упрощается задача охлаждения электродов.