Озонатор

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявители Общество с ограниченной ответственностью фирма Ракада, Наумович В.Л.(73) Патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью фирма Ракада, Наумович Владимир Леонидович(57) Озонатор, включающий газоразрядную камеру с системой электродов основного разряда и устройство предионизации и стабилизации газового разряда коронным разрядом, отличающийся тем, что газоразрядная камера содержит цилиндрический корпус, вдоль оси которого размещены электроды основного разряда,причем один из них установлен коаксиально и выполнен перфорированным, а другие закреплены на внутренней стенке корпуса, при этом электроды основного разряда электрически связаны между собой через высоковольтный конденсатор, один полюс которого соединен с коаксиальным электродом, а второй - с корпусом, устройство предионизации и стабилизации газового разряда выполнено в виде установленной в полости коаксиального электрода кварцевой трубки с токонесущей лентой внутри, изолированной по торцам, а коаксиальный электрод установлен на диэлектрических держателях, имеющих окна для подачи рабочего газа. 4074 1 Изобретение относится к устройствам для получения озона и может быть использовано в очистке и обеззараживании промышленных и коммунальных сточных вод, питьевой воды, а также может иметь применение в технике, использующей импульсные поперечные газовые разряды. Основным параметром, определяющим эффективность работы озонатора, является отношение количества генерируемого озона к расходу единицы энергии, затраченной на эти цели. Известен озонатор коаксиальной формы по 2, содержащий 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. Недостатком данного озонатора является малая удельная производительность по озону, вызванная неэффективным использованием объема разрядной камеры. По этому показателю лучшие параметры у озонаторов, использующих непосредственный импульсный объемный разряд в рабочем газе, при этом значительно увеличивается эффективность энерговклада в рабочий газ. Более близким к изобретению является устройство для генерации озона с несамостоятельным разрядом по 1, содержащее цилиндрическую газоразрядную камеру, состоящую из предохранительной решетки, диэлектрических стенок и стенки канала для транспортировки воды, а также устройство предионизации, выполненное в виде ускорителя электронов. Электродные решетки закреплены в диэлектрических стенках и попарно подсоединены к противоположным полюсам источника питания разряда. Однако использование для промышленного производства озона электронного пучка в качестве стабилизирующего разряд фактора является дорогостоящим и нетехнологичным. Задачей изобретения является повышение производительности, уменьшение энергозатрат и увеличение надежности работы озонатора. Для решения этой задачи в озонаторе с цилиндрической разрядной камерой электроды основного разряда установлены вдоль оси движения рабочего газа с целью увеличения объема ионизации газа и заземлены на корпус камеры. Коаксиальный полый электрод основного разряда выполнен перфорированным и содержит внутри устройство предионизации и стабилизации основного разряда, при этом располагается в центре разрядной камеры и закреплен на диэлектрических держателях, имеющих окна для подачи рабочего газа. Устройство предионизации и стабилизации разряда выполнено в виде кварцевой трубки с токонесущей лентой внутри, изолированной по торцам для избежания пробоев высокого напряжения. При этом электроды основного разряда электрически связаны между собой через высоковольтный конденсатор, один полюс которого соединен с коаксиальным электродом, а второй с корпусом. Коронный разряд, возникающий при подаче импульса напряжения на данное устройство, позволяет предионизовать зону основного разряда. На фиг. 1 показан осевой разрез предлагаемого устройства, на фиг. 2 - поперечный разрез А-А. Озонатор, включающий цилиндрический металлический корпус 1, у торцов которого установлены диэлектрические держатели 2, в которых по оси корпуса 1 на изоляторах 3 установлен коаксиальный перфорированный электрод 4, в полости которого размещено устройство предионизации и стабилизации газового разряда коронным разрядом, выполненное в виде кварцевой трубки 5 с токонесущей лентой внутри, выполняющее роль электрода основного разряда. На внутренних стенках корпуса 1 закреплены четыре электрода основного разряда, между которыми и перфорированным электродом 4 создается разрядный промежуток 7. Для уменьшения длительности переднего фронта импульса основного разряда служит высоковольтный конденсатор 8 типа КВИ, установленный по оси корпуса 1, один полюс которого соединен с коаксиальным электродом 4, а второй - через стенки корпуса 1 и контакт 9 с электродами 6 основного разряда. Коронный разряд возникает на поверхности 11 электрода 5, токонесущая лента которого соединена изолированным контактом 10 с корпусом 1. Для подачи питающего импульса напряжения служит высоковольтный разъем 12. Окна 13 в диэлектрических держателях 2 служат для подачи рабочего газа. Озонатор работает следующим образом. Через высоковольтный разъем 12 питающий импульс напряжения поступает на коаксиальный перфорированный электрод 4. В этот момент на поверхности электрода 5 возникает коронный разряд, распространяющийся в промежутке между электродами 4 и 5 и через перфорацию в электроде 4 происходит предварительная ионизация промежутков основного разряда 7 между электродами 4 и 6. Часть энергии питающего импульса через контактную шину 9 и контакт с электродом 4 заряжает высоковольтный конденсатор 8 до пробойного напряжения промежутков 7, тем самым сокращая длительность нарастания напряжения между электродами 4 и 6. При спаде характеристики напряжения в момент разряда до разрядки емкости высоковольтного конденсатора 8 осуществляется подпитка разряда стабилизирующим излучением промежутка между электродами 4 и 5 и энергией разряжающейся емкости высоковольтного конденсатора 8. Процесс осуществляется циклически. Неравновесность в среде рабочего газа, необходимая для генерации озона, создается как основным разрядом, так и коронным разрядом. 2 4074 1 Необходимым условием высокой производительности озонатора и его эффективной работы является напряженность электрического поля разряда до 10 кВ/см и энерговклад в зону основного разряда 0,2 Дж/см 3. Частота следования питающих озонатор импульсов в зависимости от объема подачи рабочего газа составляет 20-80 Гц. Изготовлена действующая физическая модель озонатора. Проведены исследования, подтверждающие реализуемость поставленной задачи. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3