CS225896B1

CS225896B1 - Ozone producer

Info

Publication number: CS225896B1
Application number: CS849082A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Trejtnar
Original assignee: Trejtnar Jan
Priority date: 1982-11-26
Filing date: 1982-11-26
Publication date: 1984-03-19

Description

Vynález se týká zařízení na výrobu ozónu a řeší provedení složené válcové výbojové elektrody v uzavřené nádobě s vestavbou v návaznosti na chladicí obvody a rozvod vzduchu nebo kyslíku.The present invention relates to an ozone generating device and provides an embodiment of a composite cylindrical discharge electrode in a closed vessel with built-in connection to cooling circuits and air or oxygen distribution.

Dosud používané výbojové elektrody jsou vytvořeny z vnitřní dielektrické elektrody s jedním uzavřeným koncem, která má na vnitřním povrchu vytvořenou elektricky vodivou vrstvu,a z vnější kovové chlazené elektrody. Výhodou tohoto uspořádání je jednoduché provedení, snadná výroba a montáž. Nevýhodou je nevyužití vnitřního prostoru vnitřní elektrody, malá výbojová plocha a tím i malý měrný objemový výkon.The discharge electrodes used hitherto are formed from an internal, single-ended, end-end dielectric electrode having an electrically conductive layer formed on the inner surface, and an outer metal cooled electrode. The advantage of this arrangement is simple design, easy manufacture and assembly. The disadvantage is the lack of use of the internal space of the internal electrode, a small discharge surface and hence a low specific volume power.

Jiným řešením je uspořádán^ s vnitřní chlazenou kovovou elektrodou a vnější dielektriokou elektrodou s elektricky vodivou vrstvou na jejím vnějším povrchu. Výhodou této konstrukce je rovněž snadné zhotovení a dále možnost kontroly, případně opravy elektrické vodivé vrstvy.Another solution is provided with an internal cooled metal electrode and an external dielectric electrode with an electrically conductive layer on its outer surface. The advantage of this construction is also easy manufacturing and the possibility of inspection or repair of the electrical conductive layer.

Pro větší výkony, kdy je nutno paralelní zapojení elektrod, však vzniká složitá a značně rozměrná konstrukce se samostatnými obvody chladicí vody a vzduchu pro každou elektrodu.However, for higher outputs where parallel electrode connections are required, a complex and very large design is created with separate cooling water and air circuits for each electrode.

Další známé řešení má vnitřní kovovou vyskonapěí.ovóu elektrodu uzavřenou a opatřenou na vnějším povrchu dielektrickým povlakem. Na ní je centrioky uložena vnější chlazená kovová elektroda. Vnitřní elektroda je chlazena demineralizovanou vodou, vnější běžnou chladicí vodou.Another known solution has an inner metal high-voltage electrode closed and provided with a dielectric coating on the outer surface. On it is centrally placed external cooled metal electrode. The internal electrode is cooled with demineralized water, the external common cooling water.

Výhodou tohoto uspořádání je chlazení obou elektrod, což umožňuje vyšší energetické zatížení, tím i vyšší výkon a menší ztráty.The advantage of this arrangement is the cooling of both electrodes, which allows higher energy load, thus higher output and less losses.

Nevýhodou je složitá konstrukce se zařízením ne úpravu demineralizované vody a cirkulačním rozvodem chladicí vody. Funkčně se jedná o jednoduchou výbojovou elektrodu a jedním výbojovým prostorem, takže pro větší výkony je třeba paralelního zapojení více výbojových elektrod se samostatnými chladicími rozvody, což způsobuje složitou a rozměrnou konstrukci celé ozonizační stanice.The disadvantage is a complicated construction with a device not for demineralized water treatment and a cooling water circulation system. Functionally, it is a simple discharge electrode and one discharge space, so that for higher outputs, multiple discharge electrodes with separate cooling wiring are needed in parallel, which makes the entire ozonization station complex and bulky.

Posledním typem současně používaného provedení výbojové elektrody je uspořádání s vnitřní kovovou elektrodou chlazenou vodou, na níž je centricky uložena dielektrická elektroda, která je na vnějším povrchu opatřena stříbrným povlakem pro přívod vysokého napětí. Na dlelektrické elektrodě je centricky umístěna kovová trubka pro druhý chladící okruh.The last type of current electrode being used at the same time is a water-cooled inner metal electrode on which a dielectric electrode is placed centrically, which is provided with a silver coating on the outer surface for high voltage supply. A metal tube for the second cooling circuit is disposed centrically on the electrode.

Výhodou je chlazení obou elektrod, což dovoluje vyěěí výkon zařízení.The advantage is cooling of both electrodes, which allows higher performance of the device.

Nevýhodou je opět pouze jediný výbojový prostor a dále, že chlazení dielektrické elektrody je nutno provádět zvláštní tekutinou izolující vysokonapělovou stříbrnou vrstvu.The disadvantage is again only one discharge space and further that the cooling of the dielectric electrode has to be performed by a special liquid insulating the high-voltage silver layer.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny zařízením na výrobu ozónu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v uzavřené nádobě s vnitřní vestavbou je uložena nejméně složená výbojová elektroda uspořádaná tak, že na vnitřní kovové elektrodě s jedním uzavřeným koncem, upevněné otevřeným koncem ve druhé přepážce nádoby, jsou centricky uloženy střední dielektrická elektroda, v jejíž vznitřní části je symetricky umístěna válcová elektricky vodivá vrstva, ne níž navazuje rozvod vysokého napětí a vnějěí kovové elektroda opatřená chladicím prstencem se vstupem a výstupem chladicí vody, kde mezi první přepážkou nádoby a prvním dnem je vytvořen zásobník chladicí vody opatřený vtokem a trubkou upevněnou v otvoru první přepážky a vedenou v ose vnitřního prostoru vnitřní kovové elektrody a mezi první přepážkou a druhou přepážkou nádoby je vytvořen prostor chladicí vody s odtokem chladicí vody, přičemž část nádoby s druhým dnem tvoři rozdělovači prostor s přívodem vzduchu nebo kyslíku a část nádoby za výbojovými prostory s druhou přepážkou tvoří shromažSovecí prostor s odvodem směsi ozónu, vzduchu a kyslíku.These disadvantages are overcome by the ozone generating device according to the invention, characterized in that in the closed vessel with an internal installation there is arranged at least a composite discharge electrode arranged such that on the inner metal electrode with one closed end fastened by an open end in the other container wall , a central dielectric electrode is disposed centrically, with a cylindrical electrically conductive layer disposed symmetrically on its inner part, followed by a high voltage distribution, and an external metal electrode provided with a cooling ring with cooling water inlet and outlet where a cooling water reservoir provided with an inlet and a tube fixed in the opening of the first septum and guided along an axis of the inner space of the inner metal electrode, and between the first partition and the second septum of the vessel, a cooling water space with a cooling water outlet wherein a portion of the vessel with a second bottom forms a distribution space with air or oxygen supply and a portion of the vessel beyond the discharge compartments with a second partition forms a collection space with the removal of a mixture of ozone, air and oxygen.

K vnitřní kovové elektrodě je výhodně centricky uložená střední dielektrická elektroda středěna středícím vedením, přičemž mezi vnitřní kovovou elektrodou a střední dielektrickou elektrodou je s výhodou vytvořen výbojový prostor a mezi střední dielektrickou elektrodou a vnější kovovou elektrodou je vytvořen také výbojový prostor.Preferably, a central dielectric electrode is centered to the inner metal electrode by a centering line, wherein a discharge space is preferably formed between the inner metal electrode and the central dielectric electrode, and a discharge space is also formed between the central dielectric electrode and the outer metal electrode.

K určitému počtu složených výbojových elektrod upevněných otevřenými konci vnitřních kovových elektrod ve druhé přepážce nádoby je výhodně přiřazen vždy jediný prostor chladící vody, jedii^ chladicí prstenec, jediný rozdělovači prostor a jediný shromažSovacl prostor.Preferably, a plurality of composite discharge electrodes secured by the open ends of the internal metal electrodes in the second container partition are associated with a single cooling water space, a single cooling ring, a single distribution space and a single collection space.

Střední dielektrická elektroda svoji délkou přesahuje rozsah výbojových prostorů.The length of the central dielectric electrode exceeds the range of discharge spaces.

Výhody zařízení spočívají ve vyšším výkonu pro stejný objem zařízení, menší měrné spotřebě elektrické energie a vyšší provozní koncentraci ozónu.The advantages of the equipment are higher power for the same volume of equipment, lower specific power consumption and higher operating ozone concentration.

Dalši výhodou je, že pro uložení většího počtu složených výbojových elektrod je třeba pouze jediné nádoby s vestavbou přepážek se společnými prostory chladící vody, jediným rozdělovacím prostorem vzduchu neb' kyslíku a jediným shromažSovacím prostorem směsi ozónu, vzduchu nebo kyslíku/což znamení úspory legovaných nerezových materiálů a menší nároky na zastavěný prostor. Nedostatkem zůstává složitější montáž a demontáž.A further advantage is that only one container with built-in bulkheads with common cooling water compartments, a single air or oxygen distribution space and a single collection space of the ozone, air or oxygen mixture is required to accommodate a plurality of composite discharge electrodes (which is an indication of savings in alloyed stainless materials) and less space required. A complicated assembly and disassembly remains a drawback.

Na přiloženém výkresu je v řezu schematicky znázorněno příkladné provedení zařízení podle vynálezu.In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of the device according to the invention is schematically shown in section.

Nádoba 21 je opatřena prvním dnem 21 a. druhým dnem 21b. první přepážkou 10 a druhou přepážkou 11. Prvním dnem 21a je proveden vtok 8 chladicí vody do zásobníku 2 chladicí vody, který je uzavřen první přepážkou 1 0. Do první přepážky 10 je zaústěna trubka £. První přepážkou 10 a druhou přepážkou 11 je vytvořen výstupní prostor 22 chladicí vody s odtokem 12 chladicí vody. V otvoru druhé přepážky 11 je otevřeným koncem uložena vnitřní kovová elektroda 2» jejíž druhý konec je uzavřen. Otevřeným koncem vnitřní kovové elektrody 2,® to v její ose, je vedene trubka 4 pro přívod chladicí vody ze zásobníku 2 chladicí vody. Střední dielektrická elektroda 2, a vnější kovová elektroda 2 jsou centricky umístěny na vnitřní kovové elektrodě 2 ⁸ Jsou vystředěny středícím vedením 6,. Vnější kovová elektroda 2 je chlazena chladicím prstencem 22» do něhož je voda přiváděna vstupem 13 a odváděna výstupem 14. Střední dielektrická elektroda 2. je ve vnitřní části opatřena symetricky uloženou válcovou elektricky vodivou vrstvou 2 Spojenou s rozvodem 2 vysokého napětí. Centrickým uspořádáním elektrod jsou vytvořeny výbojové prostory 22, 22.· Střední dielektrická elektroda 2 svojí délkou přesahuje rozsah výbojového prostoru.The container 21 is provided with a first bottom 21 and a second bottom 21b. The first bottom 21a is provided with a cooling water inlet 8 into the cooling water tank 2, which is closed by a first partition 10. The first partition 10 and the second partition 11 provide a cooling water outlet space 22 with a cooling water outlet 12. In the opening of the second partition 11, the open end accommodates an inner metal electrode 2, the other end of which is closed. Through the open end of the inner metal electrode 2, in its axis, is guided a pipe 4 for supplying cooling water from the cooling water reservoir 2. Medium dielectric electrode 2 and an outer metal electrode 2 is located centrally on the inside of two metal electrodes ⁸ are centered about the centering line 6 ,. The outer metal electrode 2 is cooled by a cooling ring 22 into which water is supplied by inlet 13 and discharged through outlet 14. The middle dielectric electrode 2 is provided with a symmetrically arranged cylindrical electrically conductive layer 2 connected to the high-voltage distribution 2. The discharge compartments 22, 22 are formed by the central arrangement of the electrodes. The central dielectric electrode 2 exceeds the extent of the discharge space by its length.

Vzduch nebo kyslík proudí přívodem 16 do rozdělovacího prostoru 17 vytvořeného částí nádoby 21 druhým dnem 21b a odtud do výbojového prostoru 22 mezi vnější povrch vnitřní kovové elektrody 2 ^a vnitřní povrch střední dielektrické elektrody 2 ⁰ do výbojového prostoru 20 mezi vnější povrch střední dielektrické elektrody 2 ⁸ vnitřní povrch vnější kovové elektrody 2·Air or oxygen flows through the inlet 16 into the distribution chamber 17 formed container portion 21 by the bottom 21b and from there into the discharge space 22 between the outer surface of the inner metal electrode 2 ^{and the} inner surface of the middle dielectric electrodes 2 ⁰ to the discharge space 20 between the outer surface of the middle dielectric electrode 2 ⁸ inner surface of outer metal electrode 2 ·

Současně probíhá elektrický výboj z vodivé vrstvy 2 střední dielektrické elektrody 2. přes výbojový prostor 19 k vnitřní kovové elektrodě 2 ⁸ °d střední dielektrické elektrody 2 přes výbojový prostor 20 k vnější kovové elektrodě 2 ²⁸ stálého chlazení vnitřní kovové elektrody 2 ⁸ vnější kovové elektrody 2·Concurrently electric discharge from the conductive layer 2 of the second central electrode through a dielectric discharge space 19 inside the two metal electrodes ⁸ ° d of the dielectric medium of the electrode 2 through the discharge chamber 20 to the outside of the metal electrode 2 ²⁸ while cooling the inner metal electrode 2 ⁸ 2 outer metal electrodes ·

Kyslík proudící výbojovými prostory 22, 20 je elektrickým výbojem ionizován a vzniklý ozón ve směsi s kyslíkem nebo vzduchem proudí do shromažSovacího prostoru 23 vytvořeného částí nádoby 21 za výbojovými prostory 22, 20 a druhou přepážkou 11.odkud je odváděn odvodem 18 z nádoby 21.The oxygen flowing through the discharge spaces 22, 20 is ionized by the electric discharge, and the ozone formed mixed with oxygen or air flows into the collecting space 23 formed by the portion of the vessel 21 downstream of the discharge spaces 22, 20 and the second baffle.

Zařízení podle vynálezu lze využít při úpravě a čištění vody, v chemickém, potravinářském a textilním průmyslu, dále ve zdravotnictví a dalších oborech průmyslu.The device according to the invention can be used in the treatment and purification of water, in the chemical, food and textile industries, as well as in the healthcare and other industries.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An ozone generating device comprising a closed container with internal baffles incorporating at least one composite discharge electrode with two discharge compartments, characterized in that the container (21) enclosed by the first bottom (21a) and the second bottom (21b) comprises: on the inner metal electrode (1) with one closed end, fixed by the open end in the second partition (11), centrally electrode electrode (2) is placed centrally, in its inner part is symmetrically placed cylindrical electrically conductive layer (5), (7) a high voltage and an outer metal electrode (3) provided with a cooling ring (15) with an inlet (13) and a cooling water outlet (14), wherein a reservoir (9) is formed between the first partition (10) and the first bottom (21a) cooling water provided with an inlet (8) and a tube (4) mounted in the opening of the first partition (10) and guided along the inner axis of the inner metal electrode (1) and between the first a partition (10) and a second partition (11) form a cooling water space (22) with a cooling water outlet (12), the part of the vessel (21) with the second bottom (21b) forming a distribution space (17) with air supply (16) or oxygen, and a portion of the vessel (21) behind the discharge spaces (19, 20) with the second partition (11) forms a collection space (23) with a discharge (18) of a mixture of ozone, air and oxygen.

Device according to claim 1, characterized in that a central dielectric electrode (2) is centered on the inner metal electrode (1) and is centered by a centering line (6), wherein between the inner metal electrode (1) and the central dielectric electrode (2) is a discharge space (19) is provided and a discharge space (20) is provided between the central dielectric electrode and the outer metal electrode (3).

Device according to Claims 1, 2, characterized in that a certain number of composite discharge electrodes fixed by the open ends of the internal metal electrodes (1) in the second partition (11) of the vessel (21) are each assigned a cooling water space (22). a cooling ring (15), a single distribution space (17) and a single collection space (23).

Device according to Claims 1 to 3, characterized in that the length of the central dielectric electrode (2) exceeds the range of the discharge spaces (19, 20).