ES2935334T3 - Un generador de ozono para generar ozono, un método para generar ozono a partir de un gas rico en oxígeno y uso del generador - Google Patents

Un generador de ozono para generar ozono, un método para generar ozono a partir de un gas rico en oxígeno y uso del generador Download PDF

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ES2935334T3 ES20705711T ES20705711T ES2935334T3 ES 2935334 T3 ES2935334 T3 ES 2935334T3 ES 20705711 T ES20705711 T ES 20705711T ES 20705711 T ES20705711 T ES 20705711T ES 2935334 T3 ES2935334 T3 ES 2935334T3
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Abstract

Generador de ozono (1) para generar ozono que comprende al menos un electrodo de alta tensión HVE (2), dos electrodos de baja tensión LVE (3), al menos un dieléctrico (4) y un aislador eléctrico (25) colocado en una zona entre ambos LVE (3', 3''). El generador (1) comprende además un primer espacio (7) y un segundo espacio (8) y al menos uno de los espacios (7, 8) es una cámara de corona. El al menos un dieléctrico (4) que comprende una primera superficie (9) gira hacia una superficie HVE (22) y una segunda superficie opuesta (10) gira hacia una primera superficie (17) de uno de los LVE (3) . La segunda superficie (10) del dieléctrico (4) está directa o indirectamente soportada en toda su extensión por la primera superficie LVE (17), y al menos uno de los espacios (7, 8) se coloca entre la primera superficie (9) del dieléctrico (4) y una primera superficie HVE (22), (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Un generador de ozono para generar ozono, un método para generar ozono a partir de un gas rico en oxígeno y uso del generador
La presente invención se refiere a
un generador de ozono para generar ozono que comprende al menos un electrodo de alto voltaje (HVE) - un primer electrodo - que tiene una primera superficie de HVE, una segunda superficie de HVE opuesta;
dos electrodos de bajo voltaje (LVE), un primer LVE y un segundo LVE que comprenden cada uno una primera superficie de LVE y una segunda superficie de LVE opuesta, el o los HVE se colocan en una región entre el LVE,
el generador comprende además al menos un material dieléctrico y un aislante eléctrico colocados en un área entre los dos LVE,
el generador comprende además un orificio de gas de entrada para conducir el gas rico en oxígeno hacia el generador y un orificio de gas de salida para conducir el gas de ozono generado fuera del generador,
el generador comprende además una primera separación y una segunda separación y al menos una de las separaciones que es una cámara de corona,
que al menos un material dieléctrico que comprende una primera superficie se gira hacia la primera superficie de HVE y una segunda superficie opuesta se gira hacia la primera superficie de LVE de uno de los LVE,
y al menos una de las separaciones se coloca entre la primera superficie de este material dieléctrico y la primera superficie de HVE, esta separación que es una cámara de corona adaptada para desarrollar ozono y que el oxígeno se conduce a través del orificio de gas de entrada a un conducto que termina en una porción central de una de las separaciones, caracterizado porque la segunda superficie del material dieléctrico se soporta directa o indirectamente en su extensión completa por la primera superficie de LVE, y el aislante tiene una pluralidad de agujeros de comunicación colocados a una distancia desde un centro del aislante y los agujeros de comunicación que están en comunicación de fluidos con el conducto, estos agujeros de comunicación se conectan de manera fluida con las dos separaciones, por lo que se permite que el gas fluya desde la separación que está en comunicación de fluidos con el orificio de gas de entrada a la separación colocada opuesta que está en comunicación de fluidos con el orificio de gas de salida y que el o los materiales dieléctricos son una o más placas continuas ininterrumpidas.
La invención comprende además un método para generar ozono a partir de un gas rico en oxígeno al conducir el gas rico en oxígeno hacia un generador de ozono que comprende al menos un electrodo de alto voltaje (HVE) - un primer electrodo - que tiene una primera superficie de HVE, una segunda superficie de HVE opuesta;
dos electrodos de bajo voltaje (LVE), un primer LVE y un segundo LVE que comprenden cada uno una primera superficie de LVE y una segunda superficie de LVE opuesta, el o los HVE se colocan en una región entre el LVE,
el generador comprende además al menos un material dieléctrico y un aislante colocado en un área entre los dos LVE, el generador comprende además un orificio de gas de entrada para conducir el gas rico en oxígeno hacia el generador y un orificio de gas de salida para conducir el gas de ozono generado fuera del generador,
el generador comprende además una primera separación y una segunda separación y al menos una de las separaciones que es una cámara de corona, se aplica un voltaje al por lo menos un electrodo HVE y el gas rico en oxígeno se conduce a un centro de una de
las separaciones, caracterizadas porque el gas fluye desde el centro a la periferia de esta separación donde el gas fluye a través de agujeros de comunicación en el aislante eléctrico que hace comunicación de manera fluida entre la primera y segunda separaciones, por lo que el gas fluye hacia la otra separación, este gas fluye desde la periferia de la otra separación hacia el centro de esta separación, este centro de la separación que está en comunicación de fluidos con el orificio de salida y el gas está dejando la otra separación a través de este orificio de salida, este gas de salida que es gas de ozono y porque el gas está corriendo sobre la superficie de al menos un material dieléctrico de esta superficie en cuestión que da hacia la separación, este uno o más materiales dieléctricos que comprenden una placa continua ininterrumpida.
Finalmente, la invención se refiere al uso del generador de acuerdo con la invención para realizar el método de acuerdo con la invención.
La abreviatura “HVE” en todo el documento, se usa para el electrodo de alto voltaje y la abreviatura “LVE” en todo el documento, se usa para el electrodo de bajo voltaje.
El ozono es un reactivo gaseoso muy potente, y su utilidad se ha establecido bien durante muchos años en una amplia gama de aplicaciones industriales. Su valor en todo tipo de aplicaciones de purificación de agua ha estado saliendo a la luz debido a su capacidad para actuar como un poderoso oxidante, micro floculantes y desinfectante sin producir productos secundarios tóxicos.
Puede destruir o remover, por ejemplo, moléculas orgánicas complejas, cianuros y fenoles de residuos químicos, residuos de plantas de papel y molinos de tintura, agentes tensioactivos y detergentes de procesos de lavado, olores de plantas de aguas residuales.
El ozono se usa además para el pretratamiento del agua potable, mejorando considerablemente su calidad. El ozono también se usa para blanquear la pulpa en la industria papelera.
Se conoce bien que el ozono se genera por las llamadas descargas eléctricas oscuras o frías en mezclas de gas de oxígeno o de gas rico en oxígeno. Sin embargo, los dispositivos actualmente conocidos para generar ozono en cantidades y concentraciones satisfactorias para aplicaciones industriales son muy voluminosos y de difícil y costoso mantenimiento.
El método más ampliamente usado para generar ozono es hacer fluir aire seco u oxígeno a través de una separación estrecha bordeada por un lado por un electrodo conductor y por el otro lado por otro electrodo. Un alto voltaje alterno se conecta a través de los electrodos, produciendo un campo de alto voltaje a través de la separación, que crea una descarga de corona. Esta descarga (descarga de plasma frío) convierte un porcentaje del gas rico en oxígeno en ozono. Se necesita un material dieléctrico para evitar arcos entre los electrodos conductores, que destruirían rápidamente las superficies de electrodos.
WO 02/20398 A1 divulga un generador de ozono y un método para generar ozono al exponer oxígeno a una corriente alterna de alta frecuencia con alto voltaje a través de un material dieléctrico. Comprende una unidad de electrodo de alto voltaje que tiene un conductor eléctrico plano colocado centralmente que tiene un material dieléctrico dispuesto a cada lado.
A fin de evitar que el material dieléctrico muy frágil se agrieta es necesario gestionar el flujo de gas en el generador dejar de ser preciso.
US 2018/0297844 divulga un generador de ozono de plasma frío, que comprende un orificio de gas de entrada y al menos un electrodo de entrada. Comprende además un electrodo de salida que tiene al menos un agujero en el centro. El agujero se configura para permitir que el gas pase a través del mismo. El electrodo de entrada y electrodo de salida mantienen un alto voltaje de Ca entre ellos. Se coloca un separador entre el electrodo de entrada y el electrodo de salida por lo que se proporciona una separación ancha constante entre ellos. El generador no es adecuado para que se use en ambientes que provocan alta presión en el generador, tal como profundidad bajo el agua.
WO2018/025133 divulga un generador de ozono que busca proporcionar una solución a los problemas existentes de variaciones de presión y enfriamiento de los generadores de ozono. Puesto que no todo el gas se pasa y se controla claramente a través del electrodo de alto voltaje y los dos materiales dieléctricos, pero solo una parte del gas se expone a los materiales dieléctricos, la capacidad del generador se reducirá. Además, conforme al menos uno de los materiales dieléctricos se debilita por el orificio de paso, la capacidad se reduce aún más y existe un riesgo de cortocircuito entre el borde hueco libre del material dieléctrico y el electrodo de alto voltaje.
En otras palabras, es deseable ser capaz de proporcionar un generador de ozono que pueda funcionar con y bajo alta presión. Además, es deseable que el generador tenga una alta eficiencia y produzca grandes cantidades de ozono.
La presente invención busca en general mejorar un dispositivo generador de ozono de modo que se superen las insuficiencias e inconvenientes mencionados anteriormente de los generadores de ozono actuales o al menos proporcione una alternativa útil.
Hasta el día de hoy, la técnica anterior ha fallado al enseñar un generador de ozono simple y, sin embargo, confiable y económico que de una manera segura y confiable, sin incrementar sustancialmente el costo del dispositivo, sea capaz de satisfacer las características muy deseadas mencionadas anteriormente del generador de ozono mencionado. Es especialmente deseable que sea adecuado para soportar altas presiones internas y hasta al menos 800-1000 kPa (8­ 10 bares).
De acuerdo con la invención, se proporciona un generador donde la segunda superficie del material dieléctrico se soporta directa o indirectamente en su extensión completa por la primera superficie de LVE,
y el aislante tiene una pluralidad de agujeros de comunicación colocados a una distancia de un centro del aislante y los agujeros de comunicación que están en comunicación de fluidos con el conducto,
estos agujeros de comunicación se conectan de manera fluida con las dos separaciones, por lo que se permite que el gas fluya desde la separación que está en comunicación de fluidos con el orificio de gas de entrada a la separación colocada opuesta que está en comunicación de fluidos con el orificio de gas de salida.
El generador se elabora preferentemente de elementos planos. El material dieléctrico es un dispositivo plano preferentemente una placa de cerámica con un espesor uniforme de 500-700 |j. Los LVE también son bastante planos construidos con la superficie girando hacia el interior del generador que es plana, lisa y uniforme. Esto es especialmente importante cuando la superficie soporta el material dieléctrico. El HVE también tiene una superficie plana, lisa e incluso la primera superficie de HVE. El generador puede comprender uno o dos HVE y uno o dos materiales dieléctricos. La separación para producir ozono está en un lado delimitado por la primera superficie de HVE y en el otro lado delimitado por el material dieléctrico. Si ambas separaciones producen ozono, ambas separaciones se delimitan como se indica. Si solo una separación produce ozono y se construye como se mencionó, la otra separación se coloca entre la primera superficie de uno de los LVE y una superficie del aislante.
El gas se conduce al centro de una separación y desde aquí; fluye a la periferia y sale de la separación a través de agujeros de comunicación colocados en el aislante - es decir, canales dispuestos de tal manera que la comunicación de fluidos desde la periferia de una separación a la periferia de la otra separación tiene lugar. El gas entonces ingresa en la otra separación y fluye en el medio de esta separación. Desde aquí, sale del generador a través de un conducto.
Antes de suministrar gas rico en óxido a la construcción, se aplica un alto voltaje - hasta 25 kV - a los electrodos. Cuando el óxido alcanza la separación con alto voltaje aplicado, el oxígeno se convierte en ozono. El ozono producido sale del generador a través del orificio de salida.
La primera separación que alcanza el gas de óxido puede ser una cámara de corona o puede ser una cámara de flujo como se explicó anteriormente que conduce el gas a la otra separación donde se produce ozono. Cuando el generador solo comprende un HVE y un material dieléctrico, la primera separación puede ser una cámara de corona o una cámara de flujo. Sin embargo, el gas siempre ingresará en el generador en el medio de una de las separaciones y siempre saldrá del generador desde el medio de la otra separación. Debido a los agujeros de comunicación colocados en el aislante, siempre está presente una conexión fluida entre las separaciones.
El material dieléctrico se coloca entre un LVE y un HVE, y las separaciones siempre se colocan en cada lado del aislante y se delimitan en un sitio por un LVE ya sea directamente cuando no hay material dieléctrico presente o indirectamente cuando el material dieléctrico está presente.
Es importante que el material dieléctrico se soporte en su extensión completa por el LVE directa o indirectamente. Cuando se soporta indirectamente, se puede colocar un material eléctricamente conductor entre los dos componentes. Debido al soporte de la placa de cerámica frágil, no se agrieta y el generador es adecuado para uso bajo cargas de alta presión. El LVE es un electrodo de tierra.
Cuando el generador comprende dos HVE y dos materiales dieléctricos, ambas separaciones son cámaras de corona que generan ozono.
La abreviatura “LVE” se usa en todo el documento para el electrodo de bajo voltaje y la abreviatura “HVE” se usa para el electrodo de alto voltaje.
De acuerdo con una realización, el o los HVE comprenden un borde circunferencial que delimita la extensión del o de los HVE, y el o los materiales dieléctricos comprenden un borde circunferencial que delimita la extensión del o de los materiales dieléctricos y el borde delimitador circunferencial del o de los materiales dieléctricos en toda la periferia se extiende a través del borde delimitador del HVE.
Esto garantiza que no se pueda presentar ninguna descarga de cortocircuito / chispa entre el LVE y el HVE, ya que el material dieléctrico está protegiendo el LVE.
De acuerdo con una realización, el borde delimitador circunferencial del material dieléctrico a través de la periferia se extiende más allá del borde delimitador del HVE, esta parte ubicada más allá del borde delimitador del HVE está cubierta por el aislante.
El aislante está presionando contra la parte ubicada más allá del borde delimitador del HVE por lo que se produce un sello de la separación, esta junta tórica soporta el efecto de sellado.
De acuerdo con una realización, el aislante tiene una extensión radial equivalente a la extensión radial del primer y el segundo LVE, y el aislante se ubica entre el primer y el segundo LVE, este aislante en toda la periferia de sus dos superficies orientadas hacia el primer y el segundo LVE respectivamente está en contacto con cada LVE.
De acuerdo con una realización, los agujeros de comunicación comprenden varios canales paralelos ubicados en el aislante sustancialmente simétricos alrededor de un centro del generador de ozono, y cada fluido de canal conecta una separación con la otra separación.
Los canales van directamente desde la periferia de una separación a la periferia de la otra separación. Los canales son paralelos entre sí.
De acuerdo con la invención, el o los materiales dieléctricos son una o más placas continuas ininterrumpidas.
Por continua ininterrumpida se entiende que la placa no comprende ningún orificio de paso u otro debilitamiento mecánico de la placa e incluye superficies continuas ininterrumpidas.
De acuerdo con una realización, el orificio de gas de salida se ubica en el aislante. De acuerdo con una realización, el orificio de gas de entrada se ubica en el primer o el segundo LVE o se ubica en el aislante.
El orificio de gas de entrada se ubica preferentemente en el aislante.
De acuerdo con una realización, una de las separaciones se coloca en una región entre la primera superficie de uno de los LVE y el aislante y la otra separación se delimita por la primera superficie de uno de los materiales dieléctricos y la primera superficie de uno de los HVE.
Una de las separaciones (primera separación) siempre está delimitada por un material dieléctrico y un HVE y fuera de curso colocado en una región entre un LVE que soporta el material dieléctrico y el aislante que soporta el HVE. La otra separación siempre se coloca en una región entre un LVE y el aislante, y ya sea se delimita por estos cuando solo un HVE está presente y se coloca en relación con la primera separación, o se delimita por un h Ve adicional y un material dieléctrico adicional.
De acuerdo con una realización, los sellos formados por anillos tal como juntas tóricas se colocan entre las superficies del aislante que gira hacia el LVE y las respectivas primeras superficies del LVE, estos sellos se colocan en la periferia.
De acuerdo con una realización, al menos una de las separaciones se adapta para mantener un alto voltaje de CA entre un HVE y un LVE, y que se aplica un alto voltaje al por lo menos un HVE por una conexión eléctrica - tal como un alambre - a una parte de conector de este HVE.
De acuerdo con una realización, el generador comprende un HVE, un material dieléctrico y una cámara de corona.
De acuerdo con una realización, el generador comprende dos HVE, un primer HVE y un segundo HVE y dos materiales dieléctricos, un primer material dieléctrico y un segundo material dieléctrico,
este primer material dieléctrico tiene una superficie soportada directa o indirectamente en su extensión completa por el primer LVE y la primera separación que es una cámara de corona se coloca entre la superficie del primer material dieléctrico que gira hacia el primer HVE y la primera superficie del primer HVE,
y el segundo material dieléctrico tiene una superficie soportada directa o indirectamente en su extensión completa por la primera superficie de LVE del segundo LVE y la segunda separación que también es una cámara de corona se coloca entre la superficie del segundo material dieléctrico que gira hacia el segundo HVE y la primera superficie de HVE del segundo HVE.
De acuerdo con una realización, el ancho de las separaciones medido entre las superficies limitantes es en toda su extensión uniforme y alrededor de 50-1500 |j.
La invención también se refiere a un método como se cita en la introducción, el gas fluye desde el centro a la periferia de esta separación donde el gas fluye a través de agujeros de comunicación en el aislante que hace comunicación de manera fluida entre la primera y segunda separaciones, por lo que el gas fluye hacia la otra separación, este gas fluye desde la periferia de la otra separación hacia el centro de esta separación, este centro de la separación que está en comunicación de fluidos con el orificio de salida y el gas está dejando la otra separación a través de este orificio de salida, este gas de salida que es gas de ozono.
Los agujeros de comunicación comprenden canales ubicados en el aislante.
De acuerdo con la invención, el gas está corriendo sobre la superficie de al menos un material dieléctrico de esta superficie en cuestión que da hacia la separación, este uno o más materiales dieléctricos comprenden una placa continua ininterrumpida.
De acuerdo con una realización, la segunda separación se coloca en una región entre el segundo LVE y el aislante.
De acuerdo con una realización, los LVE son electrodos de tierra y se elaboran en aluminio puro y los HVE también se elaboran en aluminio puro.
De acuerdo con una realización, el gas conducido al generador comprende oxígeno puro o aire o una combinación de los mismos.
De acuerdo con una realización, el material dieléctrico es un revestimiento revestido en al menos una de las primeras superficies de LVE de los LVE.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1A es una vista con separación de partes de los componentes para una primera realización de un generador de ozono de acuerdo con la invención que comprende un HVE.
La figura 1B es una vista en perspectiva del HVE mostrado en la figura 1A.
La figura 1C es una vista en perspectiva del aislante mostrado en la figura 1A.
La figura 2A es una vista de rayos X de un generador de acuerdo con la invención y vista desde la parte superior del generador.
La figura 2B es una vista en sección del generador mostrado en la figura 2A a lo largo de la línea B-B.
La figura 2C es una sección agrandada de la figura 2B.
La figura 2D muestra el flujo de un gas a través de un generador de acuerdo con la primera realización.
La figura 2E muestra una segunda forma de permitir que el gas fluya a través de un generador de acuerdo con la primera realización y donde el gas se ha invertido en comparación con lo que se muestra en la figura 2D.
La figura 3A es una vista con separación de partes de los componentes para una segunda realización de un generador de ozono de acuerdo con la invención que comprende dos HVE.
La figura 3B es una vista en perspectiva del aislante mostrado en la figura 3A.
La figura 4A es una vista de rayos X de un generador de acuerdo con la invención y vista desde la parte superior del generador.
La figura 4B es una vista en sección del generador mostrado en la figura 4A a lo largo de la línea B-B.
La figura 4C es una sección agrandada de la figura 4B.
La figura 4D muestra el flujo de un gas a través de un generador de acuerdo con la segunda realización.
La invención se explicará con referencia a la figura 1A-C. La figura 1A muestra una vista con separación de partes de un generador de ozono 1 de acuerdo con la invención que comprende un aislante 25 elaborado en un material no conductor tal como materiales termoplásticos. Un material adecuado es politetrafluoroetileno (PTFE), también llamado teflón. En un lado de esto se coloca un electrodo de bajo voltaje - un segundo electrodo de bajo voltaje (LVE) 3" - y se une al aislante 25 en la periferia, por ejemplo, con tornillos. El electrodo de bajo voltaje 3" se elabora ventajosamente en aluminio puro y tiene forma de placa plana. En el otro lado del aislante 25, se acopla un electrodo de alto voltaje (HVE) 2. Esto también se puede sujetar al aislante 25 por tornillos. La superficie del HVE 2 que se aleja del aislante 25 - la primera superficie de HVE 22 del HVE - da hacia a la primera superficie 9 de un material dieléctrico 4, que en este caso es una placa circular plana con un espesor en el intervalo de 500-700 |j. Se elabora en un material como cerámica (AhOa), teflón, vidrio u otro material no conductor.
Como se puede ver, los componentes del generador 1 tienen forma circular, pero se pueden elaborar en cualquier forma, tal como cuadrada o rectangular, etc. El HVE 2 está limitado por un borde periférico 24 y el material dieléctrico 4 está limitado por un borde periférico 21. El borde 21 del material dieléctrico 21 sobresale del borde 24 del HVE a través del HVE cuando se monta el dispositivo. Cuando los componentes tienen forma circular, el diámetro del material dieléctrico 4 es mayor que el diámetro del HVE 2. La superficie del material dieléctrico 4 que se aleja del HVE 2 - la segunda superficie 10 - da hacia y directa o indirectamente en su extensión completa que descansa contra una superficie de una primera superficie de LVE 17 de un primer LVE 3'.
La figura 1B muestra una vista en perspectiva del HVE 2 mostrado en la figura 1A. La superficie de HVE 2 que se orienta lejos del material dieléctrico 4 - la segunda superficie de HVE 23 del HVE 2- se construye con una parte de conector 30. Conecta un alambre/un conducto con el interior del generador 1 con el exterior - a través de un orificio de entrada -permitiendo que el gas fluya a través del generador 1. Además, también es el lugar para que los alambres eléctricos se conecten al HVE 2 a fin de proporcionar el alto voltaje para la producción de ozono.
El HVE 2 está equipado con agujeros de paso 28 colocados en la periferia para sujetar el HVE 2 al aislante 25 con, por ejemplo, tornillos. Esta construcción del HVE 2 se usa para las realizaciones uno y dos.
La figura 1C muestra una vista en perspectiva del aislante 25 mostrado en la figura 1A. Es una unidad formada circular que comprende un rebaje circular 31 colocado en el centro de la primera superficie 29 del aislante 25 y que hace espacio para la parte de conector 30 cuando se monta el generador 1. El rebaje 31 está rodeado en la periferia por un primer estante circunferencial 26. El HVE 2 se apoya contra el estante 26 unido a él preferentemente con tornillos. Por arriba del primer estante circunferencial 26, se coloca un segundo estante circunferencial 27. Este es un estante estrecho y cuando el LVE y el material dieléctrico se colocan por arriba del estante 27, constituirá una parte de una separación, que se explicará más adelante. En el segundo estante estrecho 27 se colocan agujeros de comunicación de paso 15. Están conectando la separación mencionada anteriormente con una separación colocada en el lado opuesto del aislante 25. La separación en el lado opuesto del aislante 25 se delimita en este lado por la segunda superficie 35 del aislante, la superficie que es sustancialmente uniforme y plana. Esta construcción del aislante 25 se usa para la primera realización. La segunda realización del generador de ozono 1 de acuerdo con la invención comprende una superficie opuesta construida como la primera superficie 29 de la primera realización que comprende los rebajes. El aislante 25 en la segunda realización se elabora en realidad por dos aislantes 25 como se conoce de la primera realización, pero donde las segundas superficies de los dos aislantes 25 construidos para la primera realización se conectan entre sí al moldearse o pegarse. De este modo, se construye un aislante 25 adecuado para la segunda realización. El material dieléctrico y el h Ve usados para la primera realización también se usan para la segunda realización sin ajustes significativos.
Una primera realización de acuerdo con la invención se divulga en la figura 2A que es una vista de rayos X de un generador 1 mostrado desde la parte superior de un generador 1 en tanto que
La figura 2B es una vista en sección del generador mostrado en la figura 2A a lo largo de la línea B-B. Un círculo indica una sección agrandada mostrada en 2C. Además, la figura 2D muestra cómo el gas está corriendo a través del generador que conduce el gas rico en oxígeno OX hacia el generador, y el ozono OZ generado en el generador dejándolo a través del orificio de salida.
El generador 1 comprende dos LVE 3 - un primer LVE 3' y un segundo LVE 3" - colocados a cada lado de los otros componentes del generador 1. Un orificio de entrada 5 se coloca en el centro del segundo LVE 3" que conduce a un conducto de entrada 12. Termina en una separación - la segunda separación 8 - delimitada en un lado de la superficie interna 17 del segundo LVE 3" y en el otro lado por una superficie plana y uniforme - una segunda superficie 35 - del aislante 25. Las juntas tóricas 32 se colocan en la periferia para asegurar que la separación 8 sea una cámara cerrada. El gas rico en óxido se conduce a la segunda separación 8 en una porción central 13 de la separación 8 y se mueve a la periferia de la separación 8 y escapa a través de agujeros de comunicación 15 colocados con aberturas en la periferia de la separación 8. Los agujeros de paso 15 se colocan en el aislante 25 y conectan la segunda separación 8 con una primera separación 7 colocada en el lado opuesto del aislante 25 como se explicó anteriormente. Son canales ubicados en el aislante 25. El HVE 2 se coloca en el mismo lado del aislante 25 que la primera separación 7 como se explicó anteriormente. La primera superficie de HVE 22 del HVE 2 que gira hacia la primera separación 7 es uniforme, plana y delimita la primera separación 7 en un lado.
La primera separación 7 está en el otro lado delimitado por la primera superficie 9 del material dieléctrico 4, que es una placa de cerámica delgada. Las juntas tóricas 32 se colocan en la periferia para asegurar que la separación 7 sea una cámara cerrada.
Un lado de la placa de cerámica 4 - la segunda superficie 10 - se soporta por el primer LVE 3' (electrodo de tierra) en su extensión completa. El soporte puede ser un soporte directamente de las dos superficies que se tocan entre sí, o puede ser indirectamente al tener, por ejemplo, un material conductor delgado incorporado entre ellas. El gas ahora fluye desde la periferia de la primera separación 7 al centro de la primera separación 7 donde escapa a través de un conducto de conexión 34 que conecta la primera separación 7 con el orificio de salida 6 a través de un conducto 33 en el aislante 25 y la parte de conexión 30.
La cámara de corona - que es donde se produce el ozono - es la primera separación 7 donde el gas rico en oxígeno se convierte en ozono de la manera conocida. El material dieléctrico 4 cubre un área que excede el área del HVE 2, por lo que se evita un cortocircuito eléctrico. El HVE 2 comprende un borde circunferencial 24 que delimita la extensión del HVE 2. Un borde circunferencial 21 que delimita la extensión del material dieléctrico se extiende por todo el borde delimitador 24 del HVE 2.
La electricidad se conduce a la parte de conector 30 del HVE 2 colocada en la segunda superficie de HVE 23 a través de una abertura en el aislante 25 que también comprende el conducto de salida 33. Se establece un alto voltaje de CA entre el HVE 2 y el primer LVE 3'.
Los agujeros de comunicación 15 se colocan con la misma distancia al centro del generador 1 y con la misma distancia entre ellos.
Sin embargo, el mismo generador se puede usar para producir gas donde el flujo se ha invertido. Esto se muestra en la figura 2E. En este caso, se usa el mismo generador como se muestra en la figura 2B, pero donde el conducto de salida 33 se usa para conducir gas rico en oxígeno hacia el generador (es equivalente al conducto de entrada 12). Los signos/términos de referencia pueden, por así decirlo, ser un poco engañosos, pero se mantienen a fin de subrayar que la construcción en principio es la misma que la usada para el flujo de gas mostrado en la figura 2D. El gas se conduce a la mitad del generador 1 y a través de la parte de conector 30 que fluye a través del conducto de conexión 34 hacia la porción central 13 de la primera separación 7. Desde aquí, fluye a la periferia de la separación 7. Durante el flujo, el gas de oxígeno se transforma en ozono debido al alto voltaje aplicado al HVE. El gas sale de la separación 7 a través de los agujeros de comunicación 15 y pasa a la segunda separación 8. Aquí fluye hacia el medio de la separación 7 y sale del generador a través de lo que se denota el orificio de entrada en la figura 2B, pero aquí hay un orificio de salida. El flujo dentro del generador se puede regular como una función del diámetro del orificio de salida colocado en el LVE.
La figura 3A es una vista con separación de partes de los componentes para una segunda realización de un generador de acuerdo con la invención que comprende dos HVE: un primer HVE 2' y un segundo HVE 2". El signo de referencia usado para esta realización es el mismo que para la primera realización que representa las mismas características técnicas. Una diferencia adicional entre las dos realizaciones es que el dispositivo mostrado en la figura 3 comprende dos materiales dieléctricos: un primer material dieléctrico 4' y un segundo material dieléctrico 4". El aislante 25 es como se explicó anteriormente construido diferente en comparación con los agujeros de comunicación 15 se colocan en un rebaje como se explica con referencia a la primera realización.
En el lado del aislante 25 se colocan dos orificio 5, 6 cada uno que tiene acceso a la parte de conector 30 de cada HVE 2. A través de uno de los orificios - el orificio de entrada 5 - se conduce el gas rico en oxígeno y el gas de ozono sale del generador a través del orificio de salida 6. También se colocan dos alambres eléctricos para generar la corriente de alto voltaje en los orificios 5, 6 y cada uno acopla la parte de conector 30 de un HVE 2.
La construcción de la segunda realización se explicará con referencia a la figura 4B que es una vista en sección del generador mostrado en la figura 4A y figura 4C que es una sección agrandada de la figura 4B. El flujo del gas se muestra en la figura 4D.
El generador 1 comprende dos LVE 3 - un primer LVE 3' y un segundo LVE 3" - colocados a cada lado de los componentes internos del generador 1. Un orificio de entrada 5 se coloca en el aislante como se explicó anteriormente que conduce a un conducto de entrada 12 que termina en la parte de conector 30 del primer HVE 2'. A partir de aquí, se proporciona un conducto de conexión 34 a través del primer HVE 2'que conduce el gas hasta una porción central 13 de una primera separación 7. Esto está en un lado delimitado de la superficie de orientación (plana y uniforme) - la primera superficie de HVE 22 - del primer HVE 2' y en el otro lado por una superficie plana y uniforme - la primera superficie 9 - del primer material dieléctrico 4' colocado y soportado por la primera superficie de LVE 17 del primer LVE 3'. El material dieléctrico 4' se soporta en su extensión completa por la primera superficie de LVE 17 del primer LVE 3'. El material dieléctrico 4' tiene una extensión, de modo que un borde delimitador 21 del primer material dieléctrico 4' en toda la periferia se extiende sobre una circunferencia del primer HVE 2'.
Las juntas tóricas 32 se colocan en la periferia para asegurar que la primera separación/cámara 7 sea una cámara cerrada. El gas rico en óxido se conduce a la primera separación 7 y a través del orificio de entrada 5, el conducto de entrada 12 y a través del conducto de conexión 34 y se mueve a la periferia de la separación 7 que escapa a través de los agujeros de comunicación 15 colocados con aberturas en la periferia de la separación 7. Los agujeros 15 se colocan en el aislante 25 y conectan la primera separación 7 con una segunda separación 8 colocada en el lado opuesto del aislante 25. Se forman como canales ubicados en el aislante 25.
La segunda separación 8 se delimita por un segundo material dieléctrico 4" y el segundo HVE 2" y la construcción del mismo es como se explicó anteriormente para la primera separación 7. El gas está corriendo en el medio de la segunda separación 8 desde ambos lados periféricos de la separación 8. En el medio se proporciona un conducto de conexión 34 que permite que el escape de gas forme la segunda separación 8 con la parte de conector 30 del segundo HVE 2" y desde aquí el gas sale del generador 1 a través del conducto de salida 33 y sale a través del orificio de salida de gas 6.
Las superficies de ambos HVE 2', 2"que giran hacia las separaciones son uniformes y planas y delimitan las separaciones en cuestión en un lado. En el otro lado, los materiales dieléctricos 4', 4" están delimitando sus respectivas separaciones 7, 8. Las juntas tóricas se colocan en la periferia como se explicó anteriormente.
Un lado de las placas de cerámica 4', 4" - la segunda superficie 10 - se soporta por el LVE 3', 3" (electrodo de tierra) en la extensión completa. El soporte puede ser un soporte directamente de las dos superficies que se tocan entre sí, o puede ser indirectamente al tener, por ejemplo, una red/placa metálica delgada incorporada entre ellas.
El gas fluye desde el medio a la periferia de la primera separación 7 a la periferia e ingresa en la segunda separación 8 a través de los agujeros de comunicación 15, fluye al medio de la segunda separación 8 donde escapa a través del conducto de conexión 34 que conecta el conducto de salida 33 y sale a través del orificio de salida 6.
Las cámaras de corona - que es donde se produce el ozono - son en esta segunda realización la primera separación 7 y la segunda separación 8 donde el gas rico en oxígeno se convierte en ozono de la manera conocida. Los agujeros de comunicación 15 se colocan con la misma distancia al centro del generador 1 y con la misma distancia entre ellos.
Los LVE se elaboran en aluminio puro y los materiales dieléctricos se elaboran preferentemente en un material cerámico Al2O3 u otro material no conductor. El aislante se elabora en un material aislante tal como teflón, en tanto que los HVE preferentemente se elaboran en aluminio puro.
Debido a que el gas en la segunda realización está corriendo sobre dos HVE y, por lo tanto, proporciona dos cámaras de corona separadas entre sí y produce ozono en diferentes momentos, el factor de utilización es muy alto. Una gran cantidad de ozono se produce en comparación con los dispositivos conocidos usando la misma cantidad de óxido.
El material dieléctrico está en los ejemplos mostrados como placas de cerámica. Sin embargo, también pueden ser revestimientos aplicados en la superficie del LVE y con una extensión como se explica para el material dieléctrico formado por placas que tiene un borde circunferencial que excede el borde circunferencial del HVE.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un generador de ozono (1) para generar ozono que comprende al menos un electrodo de alto voltaje (HVE) (2) - un primer electrodo (2') - que tiene una primera superficie de hVe (22), una segunda superficie de HVE opuesta (23);
dos electrodos de bajo voltaje (LVE) (3), un primer LVE (3') y un segundo LVE (3") que comprenden cada uno una primera superficie de LVE (17) y una segunda superficie de LVE opuesta (18), el o los HVE (2) se colocan en una región entre el LVE (3', 3"'),
el generador (1) comprende además al menos un material dieléctrico (4) y un aislante eléctrico (25) colocados en un área entre los dos LVE (3', 3"), el generador (1) comprende además un orificio de gas de entrada (5) para conducir el gas rico en oxígeno hacia el generador (1) y un orificio de gas de salida (6) para conducir el gas de ozono generado fuera del generador (1),
el generador (1) comprende además una primera separación (7) y una segunda separación (8) y al menos una de las separaciones (7, 8) que es una cámara de corona que al menos un material dieléctrico (4) que comprende una primera superficie (9) se gira hacia la primera superficie de h Ve (22) y una segunda superficie opuesta (10) se gira hacia la primera superficie de LVE (17) de uno de los LVE (3),
y al menos una de las separaciones (7, 8) se coloca entre la primera superficie (9) de este material dieléctrico (4) y la primera superficie de HVE (22), esta separación que es una cámara de corona adaptada para desarrollar ozono y que el oxígeno se conduce a través del orificio de gas de entrada (5) a un conducto (12, 34) que termina en una porción central (13) de una de las separaciones,
caracterizado porque
la segunda superficie (10) del material dieléctrico (4) se soporta directa o indirectamente en su extensión completa por la primera superficie de LVE (17),
y el aislante (25) tiene una pluralidad de agujeros de comunicación (15) colocados a una distancia de un centro del aislante (25) y los agujeros de comunicación (15) que están en comunicación de fluidos con el conducto (12, 34),
estos agujeros de comunicación (15) se conectan de manera fluida con las dos separaciones (7, 8), por lo que se permite que el gas fluya desde la separación que está en comunicación de fluidos con el orificio de gas de entrada (5) a la separación colocada opuesta que está en comunicación de fluidos con el orificio de gas de salida (6) y que el o los materiales dieléctricos (4) son una o más placas continuas ininterrumpidas.
2. Un generador de ozono (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el o los HVE (2) comprenden un borde circunferencial (24) que delimita la extensión del o de los HVE (2),
y porque el o los materiales dieléctricos comprenden un borde circunferencial (21) que delimita la extensión del o de los materiales dieléctricos y el borde delimitador circunferencial (21) del o de los materiales dieléctricos en toda la periferia se extiende a través del borde delimitador (24) del HVE (2).
3. Un generador de ozono (1) de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el borde delimitador circunferencial (21) del material dieléctrico a través de la periferia se extiende más allá del borde delimitador (24) del HVE (2), esta parte ubicada más allá del borde delimitador del HVE (2) se cubre por el aislante (25).
4. Un generador de ozono (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aislante (25) tiene una extensión radial equivalente a la extensión radial del primer (3') y el segundo LVE (3") y el aislante (25) se ubica entre el primer (3') y el segundo (3") LVE,
este aislante (25) en toda la periferia de sus dos superficies orientadas hacia el primer (3') y el segundo (3") LVE respectivamente está en contacto con cada LVE (3).
5. Un generador de ozono (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los agujeros de comunicación (15) comprenden varios canales paralelos ubicados en el aislante (25) sustancialmente simétricos alrededor de un centro del generador de ozono (1), y cada fluido de canal conecta una separación con la otra separación.
6. Un generador de ozono (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el orificio de gas de salida (6) se ubica en el aislante (25).
7. Un generador de ozono de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el orificio de gas de entrada (5) se ubica en el primer o el segundo LVE o se ubica en el aislante (25).
8. Un generador de ozono de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una de las separaciones (7, 8) se coloca en una región entre la primera superficie de uno de los LVE (3"),
y el aislante (25) y la otra separación se delimita por la primera superficie de uno de los materiales dieléctricos y la primera superficie (22) de uno de los HVE.
9. Un generador de ozono (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque los sellos formados por anillos tal como juntas tóricas (32) se colocan entre las superficies del aislante (25) girando hacia el LVE y las respectivas primeras superficies (17) del LVE, estos sellos se colocan en la periferia.
10. Un generador de ozono (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque al menos una de las separaciones (7, 8) se adapta para mantener un alto voltaje de CA entre un HVE y un LVE, y porque se aplica un alto voltaje al por lo menos un HVE por una conexión eléctrica - tal como un alambre - a una parte de conector (30) de este HVE.
11. Un generador de ozono (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el generador (1) comprende un HVE (2), un material dieléctrico (4) y una cámara de corona.
12. Un generador de ozono (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, caracterizado porque el generador (1) comprende dos HVE (2) un primer HVE (2') y un segundo HVE (2") y dos materiales dieléctricos (4) un primer material dieléctrico (4') y un segundo material dieléctrico (4")
este primer material dieléctrico (4') tiene una superficie soportada directa o indirectamente en su extensión completa por el primer LVE (3') y la primera separación (7) que es una cámara de corona se coloca entre la superficie del primer material dieléctrico (4') que gira hacia el primer HVE (2') y la superficie del primer HVE (2'),
y el segundo material dieléctrico (4") tiene una superficie soportada directa o indirectamente en su extensión completa por la primera superficie de LVE (17) del segundo LVE (3"),
y la segunda separación (8) que también es una cámara de corona se coloca entre la superficie del segundo material dieléctrico (4") que gira hacia el segundo HVE (2") y la primera superficie de HVE (22) del segundo HVE (2").
13. Un generador de ozono (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el ancho de las separaciones medido entre las superficies limitantes es en toda su extensión uniforme y alrededor de 50­ 1500 |j.
14. Método para generar ozono a partir de un gas rico en oxígeno al conducir el gas rico en oxígeno hacia un generador de ozono (1) que comprende al menos un electrodo de alto voltaje (HVE) (2) - un primer electrodo - que tiene una primera superficie de HVE (22), una segunda superficie de HVE (23) opuesta y dos electrodos de bajo voltaje (LVE) (3), un primer LVE (3') y un segundo LVE (3") que comprenden cada uno una primera superficie de LVE (17) y una segunda superficie de LVE (18) opuesta, el o los HVE (2) se colocan en una región entre los dos LVE (3),
el generador (1) comprende además al menos un material dieléctrico (4) y un aislante eléctrico (25) colocados en un área entre los dos LVE (3), el generador (1) comprende además un orificio de gas de entrada (5) para conducir el gas rico en oxígeno hacia el generador (1) y un orificio de gas de salida (6) para conducir el gas de ozono generado fuera del generador (1), el generador (1) comprende además una primera separación (7) y una segunda separación (8) y al menos una de las separaciones (7, 8) que es una cámara de corona, se aplica un voltaje al por lo menos un electrodo HVE y el gas rico en oxígeno se conduce hacia un centro de una de las separaciones (7, 8) caracterizadas porque el gas fluye desde el centro a la periferia de esta separación donde el gas fluye a través de agujeros de comunicación (15) en el aislante eléctrico (25) que hace comunicación de manera fluida entre la primera (7) y segunda separaciones(8) , por lo que el gas fluye hacia la otra separación, este gas fluye desde la periferia de la otra separación hacia el centro de esta separación, este centro de la separación que está en comunicación de fluidos con el orificio de salida (6) y el gas está dejando la otra separación a través de este orificio de salida (6), este gas de salida que es gas de ozono y porque el gas está corriendo sobre la superficie de al menos un material dieléctrico (4) de esta superficie en cuestión que da hacia la separación, este uno o más materiales dieléctricos (4) que comprenden una placa continua ininterrumpida.
15. Uso del generador de ozono de acuerdo con la reivindicación 1- 13 para realizar el método de acuerdo con la reivindicación 14.
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