RU2656043C1 - Устройство для генерирования озона - Google Patents
Устройство для генерирования озона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656043C1 RU2656043C1 RU2017103494A RU2017103494A RU2656043C1 RU 2656043 C1 RU2656043 C1 RU 2656043C1 RU 2017103494 A RU2017103494 A RU 2017103494A RU 2017103494 A RU2017103494 A RU 2017103494A RU 2656043 C1 RU2656043 C1 RU 2656043C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow
- channel
- coolant
- plates
- swirlers
- Prior art date
Links
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 22
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 25
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 9
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 abstract 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 abstract 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 as a rule Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001936 parietal effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/10—Preparation of ozone
- C01B13/11—Preparation of ozone by electric discharge
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T19/00—Devices providing for corona discharge
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к озонаторному оборудованию и может быть использовано при производстве озонаторов для очистки питьевой и сточных вод, дезинфекции помещений, обработки семян и злаков и т.д. Устройство содержит расположенные в герметичном корпусе высоковольтные и заземленные электроды, выполненные из герметично соединенных между собой по кромкам кольцевых плоских или гофрированных пластин, образующих внутреннюю полость. В полости расположены дистанцирующие проставки кольцевой формы, установленные перпендикулярно внутренним поверхностям пластин, жестко связывающие пластины между собой и образующие систему каналов для протока теплоносителя. В каналах для протока теплоносителя установлены завихрители потока. Завихрители выполнены в виде наклонных к оси канала перегородок для обеспечения попеременного направления потока то к верхней, то к нижней пластине электрода. Наклон перегородок к оси канала составляет 30÷50 градусов, а расстояние между завихрителями по потоку не превышает 3-кратного наименьшего размера поперечного сечения канала. Технический результат: снижение температуры электрода при неизменных значениях отводимой мощности и расхода охлаждающей жидкости. 3 ил.
Description
Изобретение относится к озонаторному оборудованию и может быть использовано при производстве озонаторов для очистки питьевой воды и сточных вод, дезинфекции помещений, обработки семян и т.д.
Получение озона в электрическом разряде сопряжено с выделением тепла и нагревом газа в разрядном промежутке, вследствие чего часть образовавшегося озона подвергается тепловому разрушению. В связи с этим конструкция электродов генератора озона должна обеспечивать отвод тепла от разрядного промежутка при условиях, обеспечивающих минимально возможный нагрев обрабатываемого разрядом газа и, соответственно, минимальные потери озона, обусловленные его термическим разложением.
Современные генераторы озона снабжены системой жидкостного охлаждения электродов, имеющих полость для протока теплоносителя, в которой сформирована (или не сформирована) система каналов, задающих направление и скорость движения жидкости. В качестве теплоносителя, как правило, используется вода. При характерных для водоохлаждаемых электродов условиях движение воды происходит при значениях числа Рейнольдса Re<2500, что приводит к установлению ламинарного режима течения. Величина и направление скорости потока в различных точках продольного сечения канала для данного режима условно изображены стрелками на фиг. 1. Перемешивание жидкости в потоке при таких условиях практически отсутствует, а передача тепла от охлаждаемой стенки к ядру потока осуществляется по механизму теплопроводности. Вследствие этого температура жидкости в пристеночном слое, а также температура стенки электрода tст значительно превышает температуру жидкости в ядре потока tж, и их разность возрастает с увеличением плотности потока энергии, передаваемой через поверхность электрода. Вместе с ней возрастают температура газа в разрядном промежутке и потери озона, обусловленные его термическим разложением в разряде.
Уменьшение разности температур Δt=(tст-tж) и термических потерь озона в разряде при неизменных значениях отводимой мощности и расхода охлаждающей жидкости возможно за счет организации перемешивания потока жидкости с помощью вводимых в поток пластинок различной формы и размеров, установленных под углом к его оси и расположенных на таком расстоянии друг от друга по потоку, при котором созданные ими вихри не успевают затухать. Перемешивание потока жидкости позволяет повысить коэффициент теплоотдачи от охлаждаемой стенки к потоку жидкости, плотность потока отводимой мощности при заданной величине Δt, и в итоге увеличить съем озона с единицы площади поверхности электрода.
Известно устройство для генерирования озона [1], содержащее расположенные в герметичном корпусе высоковольтные и заземленные электроды, выполненные из герметично соединенных между собой по кромкам кольцевых плоских или гофрированных пластин, образующих внутреннюю полость, в которой расположены дистанцирующие проставки кольцевой формы, установленные перпендикулярно внутренним поверхностям пластин, штуцера для подвода теплоносителя к электродам, выходное отверстие которых расположено у внутренней дистанцирующей проставки, и штуцера для отвода теплоносителя от электродов, входное отверстие которых расположено у внешней кромки электродов, причем в нечетных дистанцирующих проставках выполнены прорези, расположенные диаметрально противоположно от штуцера для подвода теплоносителя, а в четных дистанцирующих проставках выполнены прорези, расположенные диаметрально противоположно от штуцера для отвода теплоносителя.
В описанном устройстве поток жидкого теплоносителя, осуществляющий отвод тепла от электродов, направлен по окружности перекрестно потоку кислородсодержащего газа, движущемуся от периферии электрода к центру, и периодически изменяет направление на противоположное с переходом в соседний канал, имеющий, как и все остальные каналы, кольцевую форму. Формирование каналов для протока жидкого теплоносителя во внутренней полости электрода исключает возникновение застойных зон, увеличивает скорость движения теплоносителя и коэффициента теплоотдачи от охлаждаемой стенки к потоку теплоносителя, способствует снижению и более равномерному распределению температуры газа в разрядном промежутке, а также уменьшению теплового разложения озона.
Недостатком данного устройства, как показал анализ видеосъемки потока воды в модели устройства с добавлением в воду красителя, является слабое перемешивание потока при типичных для промышленных генераторов озона значениях расхода воды, нормированного на производительность генератора озона, и как следствие, низкий коэффициент теплоотдачи от охлаждаемой стенки электрода к потоку охлаждающей воды. Следствием этого является недостаточно эффективное охлаждение газоразрядного промежутка и повышенные потери озона, обусловленные его тепловым разложением.
Известно устройство для генерирования озона [2], содержащее расположенные в герметичном корпусе высоковольтные и заземленные пластинчатые электроды, имеющие центральные отверстия и выполненные с возможностью охлаждения теплоносителем, покрытые снаружи диэлектриком и чередующиеся через один, источник питания, выводы которого подключены к электродам, штуцеры для подвода рабочего кислородосодержащего газа и теплоносителя и штуцеры для отвода теплоносителя и газоозоновой смеси, причем электроды выполнены из герметично соединенных между собой параллельных пластин, образующих внутреннюю полость, в которой расположены установленные перпендикулярно внутренним поверхностям пластин электродов перемычки, жестко связывающие пластины между собой, штуцеры для подвода теплоносителя к электродам и отвода теплоносителя от них, причем пластины электродов выполнены с выступающими за пределы активной зоны электродов частями.
В этом устройстве дистанцирующие перемычки, установленные перпендикулярно внутренним поверхностям пластин электродов используются не только для организации системы каналов для протока охлаждающей жидкости, но и для создания жесткой связи пластин между собой. В силу аналогичного устройства системы жидкостного охлаждения устройств [1] и [2] устройству [2] присущ тот же недостаток, что и устройству [1].
Задачей изобретения является повышение выхода озона на единицу площади рабочей поверхности электрода за счет уменьшения термических потерь озона в разряде, обусловленного улучшением условий охлаждения электродов путем организации вихревого движения охлаждающей жидкости, протекающей в электродах, при помощи установки завихрителей потока в каналах протока жидкости.
Техническим результатом изобретения является снижение температуры электрода при неизменных значениях отводимой мощности и расхода охлаждающей жидкости.
Технический результат достигается за счет установки завихрителей потока в каналах системы жидкостного охлаждения электродов. Применение завихрителей повышает интенсивность перемешивания теплоносителя вблизи охлаждаемой поверхности, уменьшает толщину и тепловое сопротивление пограничного слоя, температуру охлаждаемой стенки и газа в разрядном промежутке и, как следствие, термическое разложение озона в разряде.
На фиг. 2 и фиг. 3 изображены примеры конкретного исполнения данного изобретения применительно к электродам генератора озона с плоской и гофрированной поверхностью. Завихрители потока жидкости, охлаждающей пластину электрода 1, реализованы в виде перегородок 2, установленных под углом к оси канала. Стрелками показан характер движения потока теплоносителя в различных областях канала (также и между перегородками). Учитывая тот факт, что в устройствах [1, 2] характерная длина затухания вихрей после смены направления потока на противоположное соответствовала 2÷3-кратному наименьшему поперечному размеру канала, расстояние между завихрителями потока не должно превышать этой величины.
Завихрители потока (перегородки) обеспечивают попеременное направление потока теплоносителя то к верхней, то к нижней пластине электрода, при этом наклон перегородок к оси канала составляет 30÷50 градусов.
Размещение завихрителей потока теплоносителя в каналах движения теплоносителя позволило увеличить коэффициент теплоотдачи от охлаждаемой поверхности электрода к потоку жидкости на 15÷20% (в зависимости от расхода охлаждающей жидкости).
Источники информации
1. Патент РФ №2446093, МПК C01B 13/11, приоритет от 01.09.2010 г.
2. Патент РФ №2499765, МПК C01B 13/11, приоритет от 16.03 2012 г.
Claims (1)
- Устройство для генерирования озона, содержащее расположенные в герметичном корпусе высоковольтные и заземленные электроды, выполненные из герметично соединенных между собой по кромкам кольцевых плоских или гофрированных пластин, образующих внутреннюю полость, в которой расположены дистанцирующие проставки кольцевой формы, установленные перпендикулярно внутренним поверхностям пластин, жестко связывающие пластины между собой и образующие систему каналов для протока теплоносителя, отличающееся тем, что в каналах для протока теплоносителя установлены завихрители потока, выполненные в виде наклонных к оси канала перегородок для обеспечения попеременного направления потока то к верхней, то к нижней пластине электрода; при этом наклон перегородок к оси канала составляет 30÷50 градусов, а расстояние между завихрителями по потоку не превышает 3-кратного наименьшего размера поперечного сечения канала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017103494A RU2656043C1 (ru) | 2017-02-02 | 2017-02-02 | Устройство для генерирования озона |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017103494A RU2656043C1 (ru) | 2017-02-02 | 2017-02-02 | Устройство для генерирования озона |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2656043C1 true RU2656043C1 (ru) | 2018-05-30 |
Family
ID=62560224
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017103494A RU2656043C1 (ru) | 2017-02-02 | 2017-02-02 | Устройство для генерирования озона |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2656043C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4013567A (en) * | 1975-07-25 | 1977-03-22 | Jury Mikhailovich Emelyanov | High-frequency tubular ozonizer |
JPS5575907A (en) * | 1978-11-30 | 1980-06-07 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | Plate type ozonizer |
SU1116004A1 (ru) * | 1983-04-18 | 1984-09-30 | Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения | Озонатор |
SU1609050A1 (ru) * | 1989-05-19 | 1995-03-10 | Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения | Трубчатый озонатор |
SU1603683A1 (ru) * | 1988-09-19 | 1995-03-10 | Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения | Трубчатый озонатор |
RU5178U1 (ru) * | 1994-03-14 | 1997-10-16 | Индивидуальная производственно-коммерческая фирма И.М.Кирко | Барьерный озонатор |
RU2499765C1 (ru) * | 2012-03-16 | 2013-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Истра-Озон" | Устройство для генерирования озона |
-
2017
- 2017-02-02 RU RU2017103494A patent/RU2656043C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4013567A (en) * | 1975-07-25 | 1977-03-22 | Jury Mikhailovich Emelyanov | High-frequency tubular ozonizer |
JPS5575907A (en) * | 1978-11-30 | 1980-06-07 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | Plate type ozonizer |
SU1116004A1 (ru) * | 1983-04-18 | 1984-09-30 | Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения | Озонатор |
SU1603683A1 (ru) * | 1988-09-19 | 1995-03-10 | Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения | Трубчатый озонатор |
SU1609050A1 (ru) * | 1989-05-19 | 1995-03-10 | Дзержинский филиал Ленинградского научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения | Трубчатый озонатор |
RU5178U1 (ru) * | 1994-03-14 | 1997-10-16 | Индивидуальная производственно-коммерческая фирма И.М.Кирко | Барьерный озонатор |
RU2499765C1 (ru) * | 2012-03-16 | 2013-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Истра-Озон" | Устройство для генерирования озона |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN201999734U (zh) | 一种集成式臭氧发生器 | |
CN105883724A (zh) | 一种板式臭氧发生器放电体 | |
US5871701A (en) | Ozone generator with small-diameter dielectric tubes | |
US10336612B2 (en) | Ozone generator unit and system | |
RU2656043C1 (ru) | Устройство для генерирования озона | |
JP2012206898A (ja) | オゾン発生器 | |
Shahsavar et al. | Numerical feasibility study of using ultrasonic surface vibration as a new technique for thermal management of the electronic devices | |
WO2019161614A1 (zh) | 一种臭氧发生装置 | |
RU2676827C1 (ru) | Вентиляторная градирня | |
US20220009777A1 (en) | Systems and methods for generating ozone | |
WO2015190017A1 (ja) | オゾン発生装置 | |
KR102014271B1 (ko) | 위치 의존형 방전 분포를 갖는 오존 발생기 | |
JP5976327B2 (ja) | オゾン発生電極 | |
RU2006454C1 (ru) | Газоразрядный щелевой реактор | |
RU2722624C1 (ru) | Вентиляторная градирня | |
KR102481030B1 (ko) | 색도 저감 저온 플라즈마 발생기를 이용한 연속식 수처리 반응 장치 | |
RU2446093C1 (ru) | Устройство для генерирования озона | |
RU2499765C1 (ru) | Устройство для генерирования озона | |
RU2239597C1 (ru) | Устройство для генерирования озона | |
RU2352520C1 (ru) | Генератор озона | |
JPH042989Y2 (ru) | ||
JP5662649B2 (ja) | オゾン発生電極 | |
US20200120764A1 (en) | Method of electro-hydrodynamic processing of hydrocarbon substances and the facilities for its implementation | |
RU2696471C1 (ru) | Получение озона в плазменной установке с прямым охлаждением | |
RU2255897C1 (ru) | Устройство для генерирования озона |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200203 |