Карточка патентного документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОЗОНА
(51) МПК
6 С01B 13/11
(45) Опубликован
15.10.1997
Открыть изображение ↗
Сведения о документе ▾
- (11) TJ Номер документа
- 156
- (13) Код типа документа
- P
- (51) МПК
- 6 С01B 13/11
- (45) Дата публикации
- 15.10.1997
- Статус
- Прекратил действие
Заявка ▾
- (21) Рег. номер заявки
- 96000299
- (22) Дата подачи заявки
- 04.06.1996
- (31) Конвенционный приоритет
- P 41 41 025.4
- (32) Дата подачи конв. заявки
- 12.12.1991
- (33) Страна приоритета
- DE
PCT ▾
- (86) Дата заявки PCT
- 11.12.1992
- (86) Номер заявки PCT
- РСТ/ ЕР 92/02875
Лица ▾
- (71) Заявитель(и)
- Манфред Римплер (DE)
- (72) Автор(ы)
- Манфред Римплер (DE)
- (73) Патентообладатель(и)
- Манфред Римплер (DE)
(57)Реферат
Описывается устройство для производства озона с источником высокого напряжения (1) и по меньшей мере двумя расположенными на расстоянии друг от друга плоскими электродами (5) с расположенным между ними для образования по меньшей мере одного пути протекания диэлектриком (6), причем по меньшей мере один из плоских электродов (5) способен вибрировать, плоский электрод (5) состоит из двух слоев (3,4) электропроводного материала, из которых по меньшей мере один слой (3,4) способен вибрировать, между обоими слоями (3,4) расположен материал (2), действующий пружинно-демпфирующим образом, и оба слоя (3,4) закреплены для обеспечения возможности вибраций электродов (5).
Формула изобретения
1. Устройство для производства озона с источником высокого напряжения и по меньшей мере двумя расположенными на расстоянии друг от друга плоскими электродами с расположенным между ними с образованием по меньшей мере одного пути протека-ния диэлектриком, отличающееся тем, что
- по меньшей мере один из плоских электродов способен вибрировать,
- плоский электрод состоит из двух слоев (3,4) электропроводного материала, из ко-торых по меньшей мере один слой способен вибрировать,
- между обоими слоями расположен субстрат, действующий пружинно-демпфирующим образом, и
- оба слоя закреплены для обеспечения возможности вибраций электрода.
2. Устройство по п.1 формулы изобретения, отличающееся тем, что оба слоя способны вибрировать.
3. Устройство по п.2 формулы изобретения, отличающееся тем, что оба способных к вибрированию слоя соответственно сведены вместе на их концах.
4. Устройство по одному из п.п.1-3 формулы изобретения, отличающееся тем, что имеется несколько электродов с соответственно расположенными между двумя электро-дами диэлектриками и они объединены вместе в качестве одного подузла, причем электроды включены параллельно таким образом, что одна группа электродов подключена к потенциалу земли, а другая группа электродов подключена к высокому напряжению.
5. Устройство по п.4 формулы изобретения, отличающееся тем, что несколько подузлов объединены вместе в один агрегат.
6. Устройство по п.5 формулы изобретения, отличающееся тем, что агрегат является нагружаемым от одного общего газораспределительного узла.
7. Устройство по одному из п.п.1-6 формулы изобретения, отличающееся тем, что способные вибрировать слои состоят из электропроводной фольги или фольги, напиленной электропроводным материалом.
8. Устройство по одному из п.п.1-7 формулы изобретения, отличающееся тем, что способные вибрировать слои состоят из электропроводного листового материала.
9. Устройство по п.7 формулы изобретения, отличающееся тем, что способные вибрировать слои состоят из платины, титана, оцинкованного железа или алюминия.
10. Устройство по одному из п.п.1-9 формулы изобретения, отличающееся тем, что способные вибрировать слои имеют отверстия.
11. Устройство по одному из п.п.1-10 формулы изобретения, отличающееся тем, что способные вибрировать слои состоят из проволочной сетки.
12. Устройство по одному из п.п.1-11 формулы изобретения, отличающееся направляющими канавками для ограничения вибрации электродов.
13. Устройство по одному из п.п.1-12 формулы изобретения, отличающееся тем, что пружинное демпфирование электродов является регулируемым для обеспечения величин ширины щели, необходимых для пропускания газа.
14. Устройство по одному из п.п.1-13 формулы изобретения, отличающееся тем, что величины ширины щели являются регулируемыми.
15. Устройство по одному из п.п.1-14 формулы изобретения, отличающееся тем, что субстрат, действующий пружинно-демпфирующим образом, состоит из стеклянных волокон.
- по меньшей мере один из плоских электродов способен вибрировать,
- плоский электрод состоит из двух слоев (3,4) электропроводного материала, из ко-торых по меньшей мере один слой способен вибрировать,
- между обоими слоями расположен субстрат, действующий пружинно-демпфирующим образом, и
- оба слоя закреплены для обеспечения возможности вибраций электрода.
2. Устройство по п.1 формулы изобретения, отличающееся тем, что оба слоя способны вибрировать.
3. Устройство по п.2 формулы изобретения, отличающееся тем, что оба способных к вибрированию слоя соответственно сведены вместе на их концах.
4. Устройство по одному из п.п.1-3 формулы изобретения, отличающееся тем, что имеется несколько электродов с соответственно расположенными между двумя электро-дами диэлектриками и они объединены вместе в качестве одного подузла, причем электроды включены параллельно таким образом, что одна группа электродов подключена к потенциалу земли, а другая группа электродов подключена к высокому напряжению.
5. Устройство по п.4 формулы изобретения, отличающееся тем, что несколько подузлов объединены вместе в один агрегат.
6. Устройство по п.5 формулы изобретения, отличающееся тем, что агрегат является нагружаемым от одного общего газораспределительного узла.
7. Устройство по одному из п.п.1-6 формулы изобретения, отличающееся тем, что способные вибрировать слои состоят из электропроводной фольги или фольги, напиленной электропроводным материалом.
8. Устройство по одному из п.п.1-7 формулы изобретения, отличающееся тем, что способные вибрировать слои состоят из электропроводного листового материала.
9. Устройство по п.7 формулы изобретения, отличающееся тем, что способные вибрировать слои состоят из платины, титана, оцинкованного железа или алюминия.
10. Устройство по одному из п.п.1-9 формулы изобретения, отличающееся тем, что способные вибрировать слои имеют отверстия.
11. Устройство по одному из п.п.1-10 формулы изобретения, отличающееся тем, что способные вибрировать слои состоят из проволочной сетки.
12. Устройство по одному из п.п.1-11 формулы изобретения, отличающееся направляющими канавками для ограничения вибрации электродов.
13. Устройство по одному из п.п.1-12 формулы изобретения, отличающееся тем, что пружинное демпфирование электродов является регулируемым для обеспечения величин ширины щели, необходимых для пропускания газа.
14. Устройство по одному из п.п.1-13 формулы изобретения, отличающееся тем, что величины ширины щели являются регулируемыми.
15. Устройство по одному из п.п.1-14 формулы изобретения, отличающееся тем, что субстрат, действующий пружинно-демпфирующим образом, состоит из стеклянных волокон.
Описание
Изобретение относится к оборудованию для производства озона.
Озон представляет собой трехатомную модификацию кислорода и возникает, поми-мо прочего, под воздействием электрического поля. При так называемом спокойном раз-ряде (коронном разряде) кислород (О2) частично превращается в озон. Электрический разряд осуществляет частичное расщепление молекул О2 на свободные атомы, которые при столкновении с нерасщепленными молекулами присоединяются к ним. При образо-вании озона потребляется электрическая энергия: тепловой эквивалент составляет 34,4 ккал на моль О3. При нагреве озон распадается, причем освобождается энергия и возника-ет О2. Газ распадается очень быстро при температурах выше 100С или в присутствии катализаторов при комнатной температуре.
Озон является существенно более реактивным по сравнению с кислородом и тем самым исключительно сильным окисляющим средством, используемым в петрохимии для преобразования олефинов в альдегиды, кетоны или карбоксильную кислоту. Далее, он находит применение в качестве отбеливающего средства для органических веществ и для стерилизации питьевой воды и рабочих помещений.
В промышленности озон в общем производится с помощью спокойного разряда. При этом кислород или газовую смесь, содержащую кислород, направляют через плоскую или кольцеобразную щель между двумя электродами и расположенным между ними ди-электриком. При различных известных устройствах и способах производства озона пыта-лись увеличить выход озона, причем нужно было избежать нагрева озона.
Из описания изобретения к патенту ФРГ 3108563 известно устройство для произ-водства озона, в котором предусмотрены средства для того, чтобы управлять частотой и амплитудой переменного напряжения, производящего электрическое поле, для повыше-ния выхода озона. При этом настраивают генераторы высокого напряжения по импульс-ной моде или повышают частоту переменного тока, получая в обоих случаях повышен-ный выход озона. Однако, при этом также увеличиваются тепловые потери, за счет чего при производстве озона по принципу спокойного разряда участки разряда нагреваются, что затем приводит к уменьшению выхода озона.
Устройства для производства озона, эксплуатируемые по импульсной моде, также называемые озонаторами, обладают, далее, тем недостатком, что разряд между обоими электродами, вследствие крутизны фронта, происходит в точечной форме или фокусиру-ется, то есть не по всему периметру электрода. Это приводит к тому, что на электродах возникают прожженные отверстия, за счет чего выход озона снижается и создаются поме-хи для безупречного функционирования устройства.
Из описания изобретения к выложенной заявке ФРГ 2853436 известно создание турбулентного потока за счет установки тел (турбулизаторов) с целью повышения выхода озона на участках разряда. Однако это приводит к определенному увеличению каналов протекания, вследствие чего должна увеличиваться напряженность поля. Далее, остаю-щиеся в этом случае ламинарные составляющие в граничных слоях все еще являются от-носительно высокими.
Из описания изобретения к выложенной заявке ФРГ 2644978 (кл. С01В 13/11, 1983) известно устройство для производства озона с использованием высокого напряжения пе-ременного тока при исключении диэлектрика. Для этого требуется технически достаточ-но известная плоская конструкция, чтобы расположить на расстоянии друг от друга два плоских электрода, между которыми устанавливается без подключения к источнику тока по меньшей мере один биполярный электрод.
Наконец, в описании изобретения к патенту ФРГ 299248 (кл. С01В 13/11, 1975) представлено устройство с фиксированными электродами, в котором расстояние между электродами должно оставаться с высокой точностью неизменным для того, чтобы пре-дупреждались так называемые пиковые разряды. По этой причине на фиксированный изолятор наносили металлическое покрытие для того, чтобы обеспечивалось неизменное расстояние между электродами.
Задачей настоящего изобретения является создание устройства производства озона, в котором в каналах протекания достаточно простым образом создается турбулентный поток при одновременном выравнивании распределения по поверхности каналов разряда для повышения эффективности процесса производства озона.
Данный технический результат достигается тем, что в устройстве для производства озона, содержащем источник высокого напряжения два или более расположенных на рас-стоянии друг от друга плоских электрода с размещенным между ними диэлектриком с образованием одного или более путей протекания, согласно настоящему изобретению, по меньшей мере один из плоских электродов способен вибрировать, плоский электрод со-стоит из двух слоев электропроводного материала, из которых по меньшей мере один слой способен вибрировать, между обоими слоями расположен субстрат, действующий пружинно-демпфирующим образом, и оба слоя закреплены для обеспечения возможности вибраций электрода.
Для улучшения возможности турбулизации течения оба слоя должны быть способ-ны вибрировать.
Для упрощения конструкции опоры плоского электрода оба способных к вибриро-ванию слоя сведены вместе на их концах.
Целесообразно использование нескольких электродов с соответственно располо-женными между двумя электродами диэлектриками и объединение их вместе в качестве одного подузла. В этом случае электроды включены параллельно таким образом, что одна группа электродов имеет потенциал земли, а другая группа электродов подключена к вы-сокому напряжению.
Несколько подузлов могут быть объединены вместе в один агрегат.
Агрегат может быть нагружаемым от общего газораспределительного узла.
Предпочтительно выполнение способных вибрировать слоев из электропроводной фольги или фольги напиленной электропроводимым материалом.
Способные вибрировать слои могут также состоять из электропроводного листового материала.
Целесообразно выполнение способных вибрировать слоев из платины, титана, оцинкованного железа или алюминия.
Желательно также, чтобы способные вибрировать слои имели отверстия. За счет этого не только обеспечивается отрыв граничного слоя и получение полностью турбу-лентного течения, но и при объединении вместе нескольких узлов обеспечивается воз-можность газообмена между отдельными путями протекания, благодаря чему турбулент-ность течения увеличивается еще более.
Возможно выполнение способных вибрировать слоев из проволочной сетки.
Для предупреждения нежелательно большой амплитуды вибрации электродов, це-лесообразно предусмотреть направляющие канавки на электродах.
Пружинное демпфирование электродов может выполняться регулируемым для обеспечения величин ширины щели, необходимых для пропускания газа.
Возможно также выполнение регулирования величины ширины щели за счет соот-ветствующих регулировочных устройств.
Предпочтительно использование субстрата, действующего пружинно - демпфиру-ющим образом, из стеклянных волокон.
Как известно, тип потока (ламинарный или турбулентный) определяется на основа-нии величины числа Рейнольдса
Re w d p w d
v
где
w - средняя скорость потока, м/с
d - диаметр трубы, м;
- динамическая вязкость, кг/м с;
p - плотность жидкости, кг/м;
v - кинематическая вязкость, м/с.
Если поперечное сечение потока не имеет форму круга в выражение для Re под-ставляется эквивалентный диаметр, соответствующий кратному от гидравлического ра-диуса.
Гидравлический радиус r представляет собой отношение площади поперечного се-чения потока к омываемому (смачиваемому) потоком периметру U.
rh F
U
Для трубы круглого поперечного сечения, через которую полностью проходит по-ток,
rh d2 d
4 d 4
Следовательно, для потока с некруглым поперечным сечением вместо диаметра можно подставить эквивалентный диаметр:
dэкв. = 4rh = 4f
4
В общем при турбулентном течении число Рейнольдса превышает 2300, при этом Re>10000 имеется абсолютно турбулентное течение.
За счет описанного выполнения путей протекания, согласно изобретению и вы-званного за счет турбулентного течения, достигается равномерно распределенное поле разрядов, и за единицу времени существенно большее количество частиц газа доставляет-ся к поверхности электродов. При этом особенным преимуществом является то, что воз-никает большое количество малых разрядов, приводящих к существенно меньшему выде-лению тепла, обычно противостоящему эффективному выходу озона, так что в качестве охлаждающей среды вполне достаточно окружающего воздуха.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения следуют из дополнитель-ных пунктов формулы изобретения.
Примеры осуществления изобретения более подробно описаны далее и изображены на чертежах, на которых:
Фиг.1 - принципиальная схема устройства в разрезе,
Фиг.2 - схематическое расположение нескольких узлов согласно фиг.1,
Фиг.3 - принципиальное расположение электродов с противоположной полярно-стью, образующих подузел,
Фиг. 4 - объединение нескольких подузлов в один агрегат.
На фиг.1 схематически показана первая форма осуществления устройства для про-изводства озона, причем оба электрода 5 соединены с вторичной катушкой 1 трансформа-тора высокого напряжения. Высокое напряжение в зависимости от потребности составля-ет от 5 до 30 кВ. Трансформатор высокого напряжения, изображенный на фиг.1, спроек-тирован для частоты 50 Гц. Между обоими электродами 5 для выполнения, например, двух путей протекания расположен диэлектрик 6.
Электроды 5 состоят соответственно из субстрата (упругой подложки) 2 с располо-женным на его поверхности гибким покрытием 3, 4 из электропроводного материала. Электроды 5 имеют сквозные отверстия, проходящие перпендикулярно путям протека-ния. Гибкие покрытия 3, 4 преимущественно состоят из платины, титана, оцинкованного железа или алюминия. Они могут выполняться в виде фольги, листов или проволочных сеток. Также является возможным напылять на субстрат 2 или фольгу 3, 4 электропровод-ный материал. Субстрат 2 состоит преимущественно из стеклянных волокон.
Если к описанному устройству прикладывается высокое напряжение для производ-ства электрического поля, то электроды 5 приводятся в низкочастотные вибрации. За счет этого газ, текущий в щелях между электродами 5 и диэлектриком 6, также приводится в вибрирующее состояние, благодаря чему создается поддержка для возникновения турбу-лентного течения.
За счет этого становится возможным за единицу времени доставить существенно большее количество частиц газа к поверхности электродов и получить более равномерно распределенное поле искрового разряда.
При первичном сетевом напряжении 220 В изображенном на фиг.1 примере, осу-ществленном на вторичной стороне трансформатора высокого напряжения, имеются при-близительно 10 кВ. В сравнении с обычными озона-
торами это устройство обеспечивает более высокий выход озона из воздуха прибли-зительно на 25%.
На фиг. 2 показано объединение нескольких узлов согласно фиг.1, причем края 7 гибких покрытый 3, 4 сведены вместе и соединены друг с другом для образования кром-ки. Эта кромка вставляется в надлежащие направляющие канавки корпуса так, что для создания вибраций отдельных электродов 5 не создается препятствий, но они ограниче-ны. Далее, в электродах 5 выполнены сквозные отверстия, проходящие перпендикулярно путям протекания 11. За счет этих отверстий обеспечивается возможность газообмена между отдельными путями протекания, за счет чего, далее, улучшается равномерность распределения, то есть выполнение турбулентного течения.
На фиг.3 показана форма осуществления, состоящая из нескольких электродов 5 и расположенных между ними диэлектриков 6. В этом узле 8 параллельно включены две группы электродов, причем одна группа электродов заземлена, а другая группа электро-дов имеет потенциал высокого напряжения. Образованный таким образом узел 8 распо-ложен в корпусе, закрытом газонепроницаемым образом, так что газ может протекать че-рез этот узел.
На фиг.4 представлена другая форма осуществления, состоящая из нескольких узлов согласно фиг.3, объединенных в агрегат (9), нагруженный от общего газораспределитель-ного узла (10). Тем самым с помощью изобретения становится возможным простым спо-собом изменять размеры устройства в зависимости от потребности.
Озон представляет собой трехатомную модификацию кислорода и возникает, поми-мо прочего, под воздействием электрического поля. При так называемом спокойном раз-ряде (коронном разряде) кислород (О2) частично превращается в озон. Электрический разряд осуществляет частичное расщепление молекул О2 на свободные атомы, которые при столкновении с нерасщепленными молекулами присоединяются к ним. При образо-вании озона потребляется электрическая энергия: тепловой эквивалент составляет 34,4 ккал на моль О3. При нагреве озон распадается, причем освобождается энергия и возника-ет О2. Газ распадается очень быстро при температурах выше 100С или в присутствии катализаторов при комнатной температуре.
Озон является существенно более реактивным по сравнению с кислородом и тем самым исключительно сильным окисляющим средством, используемым в петрохимии для преобразования олефинов в альдегиды, кетоны или карбоксильную кислоту. Далее, он находит применение в качестве отбеливающего средства для органических веществ и для стерилизации питьевой воды и рабочих помещений.
В промышленности озон в общем производится с помощью спокойного разряда. При этом кислород или газовую смесь, содержащую кислород, направляют через плоскую или кольцеобразную щель между двумя электродами и расположенным между ними ди-электриком. При различных известных устройствах и способах производства озона пыта-лись увеличить выход озона, причем нужно было избежать нагрева озона.
Из описания изобретения к патенту ФРГ 3108563 известно устройство для произ-водства озона, в котором предусмотрены средства для того, чтобы управлять частотой и амплитудой переменного напряжения, производящего электрическое поле, для повыше-ния выхода озона. При этом настраивают генераторы высокого напряжения по импульс-ной моде или повышают частоту переменного тока, получая в обоих случаях повышен-ный выход озона. Однако, при этом также увеличиваются тепловые потери, за счет чего при производстве озона по принципу спокойного разряда участки разряда нагреваются, что затем приводит к уменьшению выхода озона.
Устройства для производства озона, эксплуатируемые по импульсной моде, также называемые озонаторами, обладают, далее, тем недостатком, что разряд между обоими электродами, вследствие крутизны фронта, происходит в точечной форме или фокусиру-ется, то есть не по всему периметру электрода. Это приводит к тому, что на электродах возникают прожженные отверстия, за счет чего выход озона снижается и создаются поме-хи для безупречного функционирования устройства.
Из описания изобретения к выложенной заявке ФРГ 2853436 известно создание турбулентного потока за счет установки тел (турбулизаторов) с целью повышения выхода озона на участках разряда. Однако это приводит к определенному увеличению каналов протекания, вследствие чего должна увеличиваться напряженность поля. Далее, остаю-щиеся в этом случае ламинарные составляющие в граничных слоях все еще являются от-носительно высокими.
Из описания изобретения к выложенной заявке ФРГ 2644978 (кл. С01В 13/11, 1983) известно устройство для производства озона с использованием высокого напряжения пе-ременного тока при исключении диэлектрика. Для этого требуется технически достаточ-но известная плоская конструкция, чтобы расположить на расстоянии друг от друга два плоских электрода, между которыми устанавливается без подключения к источнику тока по меньшей мере один биполярный электрод.
Наконец, в описании изобретения к патенту ФРГ 299248 (кл. С01В 13/11, 1975) представлено устройство с фиксированными электродами, в котором расстояние между электродами должно оставаться с высокой точностью неизменным для того, чтобы пре-дупреждались так называемые пиковые разряды. По этой причине на фиксированный изолятор наносили металлическое покрытие для того, чтобы обеспечивалось неизменное расстояние между электродами.
Задачей настоящего изобретения является создание устройства производства озона, в котором в каналах протекания достаточно простым образом создается турбулентный поток при одновременном выравнивании распределения по поверхности каналов разряда для повышения эффективности процесса производства озона.
Данный технический результат достигается тем, что в устройстве для производства озона, содержащем источник высокого напряжения два или более расположенных на рас-стоянии друг от друга плоских электрода с размещенным между ними диэлектриком с образованием одного или более путей протекания, согласно настоящему изобретению, по меньшей мере один из плоских электродов способен вибрировать, плоский электрод со-стоит из двух слоев электропроводного материала, из которых по меньшей мере один слой способен вибрировать, между обоими слоями расположен субстрат, действующий пружинно-демпфирующим образом, и оба слоя закреплены для обеспечения возможности вибраций электрода.
Для улучшения возможности турбулизации течения оба слоя должны быть способ-ны вибрировать.
Для упрощения конструкции опоры плоского электрода оба способных к вибриро-ванию слоя сведены вместе на их концах.
Целесообразно использование нескольких электродов с соответственно располо-женными между двумя электродами диэлектриками и объединение их вместе в качестве одного подузла. В этом случае электроды включены параллельно таким образом, что одна группа электродов имеет потенциал земли, а другая группа электродов подключена к вы-сокому напряжению.
Несколько подузлов могут быть объединены вместе в один агрегат.
Агрегат может быть нагружаемым от общего газораспределительного узла.
Предпочтительно выполнение способных вибрировать слоев из электропроводной фольги или фольги напиленной электропроводимым материалом.
Способные вибрировать слои могут также состоять из электропроводного листового материала.
Целесообразно выполнение способных вибрировать слоев из платины, титана, оцинкованного железа или алюминия.
Желательно также, чтобы способные вибрировать слои имели отверстия. За счет этого не только обеспечивается отрыв граничного слоя и получение полностью турбу-лентного течения, но и при объединении вместе нескольких узлов обеспечивается воз-можность газообмена между отдельными путями протекания, благодаря чему турбулент-ность течения увеличивается еще более.
Возможно выполнение способных вибрировать слоев из проволочной сетки.
Для предупреждения нежелательно большой амплитуды вибрации электродов, це-лесообразно предусмотреть направляющие канавки на электродах.
Пружинное демпфирование электродов может выполняться регулируемым для обеспечения величин ширины щели, необходимых для пропускания газа.
Возможно также выполнение регулирования величины ширины щели за счет соот-ветствующих регулировочных устройств.
Предпочтительно использование субстрата, действующего пружинно - демпфиру-ющим образом, из стеклянных волокон.
Как известно, тип потока (ламинарный или турбулентный) определяется на основа-нии величины числа Рейнольдса
Re w d p w d
v
где
w - средняя скорость потока, м/с
d - диаметр трубы, м;
- динамическая вязкость, кг/м с;
p - плотность жидкости, кг/м;
v - кинематическая вязкость, м/с.
Если поперечное сечение потока не имеет форму круга в выражение для Re под-ставляется эквивалентный диаметр, соответствующий кратному от гидравлического ра-диуса.
Гидравлический радиус r представляет собой отношение площади поперечного се-чения потока к омываемому (смачиваемому) потоком периметру U.
rh F
U
Для трубы круглого поперечного сечения, через которую полностью проходит по-ток,
rh d2 d
4 d 4
Следовательно, для потока с некруглым поперечным сечением вместо диаметра можно подставить эквивалентный диаметр:
dэкв. = 4rh = 4f
4
В общем при турбулентном течении число Рейнольдса превышает 2300, при этом Re>10000 имеется абсолютно турбулентное течение.
За счет описанного выполнения путей протекания, согласно изобретению и вы-званного за счет турбулентного течения, достигается равномерно распределенное поле разрядов, и за единицу времени существенно большее количество частиц газа доставляет-ся к поверхности электродов. При этом особенным преимуществом является то, что воз-никает большое количество малых разрядов, приводящих к существенно меньшему выде-лению тепла, обычно противостоящему эффективному выходу озона, так что в качестве охлаждающей среды вполне достаточно окружающего воздуха.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения следуют из дополнитель-ных пунктов формулы изобретения.
Примеры осуществления изобретения более подробно описаны далее и изображены на чертежах, на которых:
Фиг.1 - принципиальная схема устройства в разрезе,
Фиг.2 - схематическое расположение нескольких узлов согласно фиг.1,
Фиг.3 - принципиальное расположение электродов с противоположной полярно-стью, образующих подузел,
Фиг. 4 - объединение нескольких подузлов в один агрегат.
На фиг.1 схематически показана первая форма осуществления устройства для про-изводства озона, причем оба электрода 5 соединены с вторичной катушкой 1 трансформа-тора высокого напряжения. Высокое напряжение в зависимости от потребности составля-ет от 5 до 30 кВ. Трансформатор высокого напряжения, изображенный на фиг.1, спроек-тирован для частоты 50 Гц. Между обоими электродами 5 для выполнения, например, двух путей протекания расположен диэлектрик 6.
Электроды 5 состоят соответственно из субстрата (упругой подложки) 2 с располо-женным на его поверхности гибким покрытием 3, 4 из электропроводного материала. Электроды 5 имеют сквозные отверстия, проходящие перпендикулярно путям протека-ния. Гибкие покрытия 3, 4 преимущественно состоят из платины, титана, оцинкованного железа или алюминия. Они могут выполняться в виде фольги, листов или проволочных сеток. Также является возможным напылять на субстрат 2 или фольгу 3, 4 электропровод-ный материал. Субстрат 2 состоит преимущественно из стеклянных волокон.
Если к описанному устройству прикладывается высокое напряжение для производ-ства электрического поля, то электроды 5 приводятся в низкочастотные вибрации. За счет этого газ, текущий в щелях между электродами 5 и диэлектриком 6, также приводится в вибрирующее состояние, благодаря чему создается поддержка для возникновения турбу-лентного течения.
За счет этого становится возможным за единицу времени доставить существенно большее количество частиц газа к поверхности электродов и получить более равномерно распределенное поле искрового разряда.
При первичном сетевом напряжении 220 В изображенном на фиг.1 примере, осу-ществленном на вторичной стороне трансформатора высокого напряжения, имеются при-близительно 10 кВ. В сравнении с обычными озона-
торами это устройство обеспечивает более высокий выход озона из воздуха прибли-зительно на 25%.
На фиг. 2 показано объединение нескольких узлов согласно фиг.1, причем края 7 гибких покрытый 3, 4 сведены вместе и соединены друг с другом для образования кром-ки. Эта кромка вставляется в надлежащие направляющие канавки корпуса так, что для создания вибраций отдельных электродов 5 не создается препятствий, но они ограниче-ны. Далее, в электродах 5 выполнены сквозные отверстия, проходящие перпендикулярно путям протекания 11. За счет этих отверстий обеспечивается возможность газообмена между отдельными путями протекания, за счет чего, далее, улучшается равномерность распределения, то есть выполнение турбулентного течения.
На фиг.3 показана форма осуществления, состоящая из нескольких электродов 5 и расположенных между ними диэлектриков 6. В этом узле 8 параллельно включены две группы электродов, причем одна группа электродов заземлена, а другая группа электро-дов имеет потенциал высокого напряжения. Образованный таким образом узел 8 распо-ложен в корпусе, закрытом газонепроницаемым образом, так что газ может протекать че-рез этот узел.
На фиг.4 представлена другая форма осуществления, состоящая из нескольких узлов согласно фиг.3, объединенных в агрегат (9), нагруженный от общего газораспределитель-ного узла (10). Тем самым с помощью изобретения становится возможным простым спо-собом изменять размеры устройства в зависимости от потребности.
(56) Документы, цитированные в отчёте
1. DE, заявка № 2644978, кл. С 01 В 13/11, 1983.
2. DE, патент №299248, кл. С 01 В 13/11, 1975.
2. DE, патент №299248, кл. С 01 В 13/11, 1975.