Brevet FR2060253A1 — publié le 19710618

La présente invention concerne des perfectionnements a la construction des éléments effluveurs dans les appareils de production d'ozone, en vue d'en augmenter la production et d'en améliorer le rendement. Elle vise plus particulièrement les éléments effluveurs à circulation longitudinale, qu'ils soient du type à électrodes planes ou à électrodes tubulaires, et elle repose sur la découverte qu'il existe, pour ces éléments une valeur optimale du rapport entre leur longueur et la largeur des électrodes, étant entendu que le terme "largeur" doit désigner leur développement quand il s'agit d'électrodes tubulaires On a. en effet constaté que, toutes conditions identiques par ailleurs, et notamment la nature et l'épaisseur du diélectrique solide ainsi que celles du diélectrique que constitue le fluide à ozoneur, il existe une valeur du rapport précité pour laquelle la production spécifique (c'est-à-dire la production par unité de surface d'effluve) est maximale, à puissance spécifique (c'est-à-dire puissance par unité de surface d'effluve) et à concentration en fluide ozoné données. Cette valeur optimale est de l'ordre de 8, pour les concentrations usuelles I5 + 3g d'ozdne-par d'air, et l'invention vise en conséquence tout élément effluveur dans lequel la longueur de l'élément est approximativement huit fois la largeur ou lè:.dé- veloppement ; il est bien entendu toutefois que l'invention couvre également les valeurs voisines, à savoir de l'ordre de 7 et de 9, quoique pour ces valeurs différentes les bénéfices de l'invention se trouvent déjà affectés. I1 convient également de rappeler que cette valeur dépend aussi dans une mesure appréciable de la puis- sance spécifique.Celle-ci ne doit pas dépasser sensiblement 45W ss pour un élément effluveur refroidi à l'eau (à une température maximale de 250C), valeur au delà de laquelle la vitesse de destruction de l'ozone par la chaleur l'emporte sur sa vitesse de formation. Les exemples qui suivent illustrent ce qui précède EXEMPLE I Dans une première série d'essais, on a utilisé un ozoneur tubulaire du type à électrodes-masse refroidies extérieurement par de l'eau à I80C et à diélectriques concentriques Intérieurs, obturés à l'une de leurs extrémités, métallisés sur leur surface interne pour constituer l'électrode haute tension, alimenté en courant électrique moyenne fréquence, et en air desséché à - 450C sous I,O bar de surpression. Cet ozoneur comportant 100 tubes-masse de 2 m de longueur, a été équipe, en vue de ces essais; de deux manières différentes Montage A : -Les 100 tubes masses sont munis chacun-de leur diélectrique métallisé sur I,O m-de leur longueur. Montage B : On met bout à bout deux diélectriques métallisés sur I m dans 50 des tubes. Le développement (circonférence) du tube diélectrique étant de 24,5 cm le rapport dimensionnel longueur/lageur -est donc d'environ 8 pour le montage A et d'environ 4 pour le montage B. Pour assurer des co-nditions d'essai identiques par ailleurs on établit pour les deux montages une puissance spécifique égale, à savoir 600 w pour un tube de I m (montage A) et -1200 w pour un tube de 2 m (montage B) - 24 w/dm2 - On effectue ensuite une série d'essais pour différentes- concentrations d'air en ozone. Les- résultats obtenus sont réunis au tableau I ci-après, qui -fait apparattre, corollairement au gain de production, la diminution de consommation spécifique-. TABLEAU I Concent.O3 Concom. spec. Prod. Aube (g/h) Gain prod Dimin.con (g/m3) (wh/g) (%) som.spec. A B A B (%) 12 22,5 18,6 26,7 64,6 21,0 17,4 : I5 : 25,9 : 20,4 : 23,2 : 58,8 : 26,7 : 2I,3 : I7 : 27,8 : 22,2 : 21,6 54,0 : 25,0 : 20,2 : I8 : 29,0 .: 23,4 : 20,7 : 5I,0 : 24,2 : 19,3 : I9 : 30,2 : 24,5 : I9,9 : 49,0 : 23,I : I8,9 I1 ressort clairement de ce tableau que pour un très large intervalle de concentrations, situé dans la zone des valeurs usuelles, le rapport de 8 permet d'atteindre des avantages considérables. Les essais suivants illustrent ce résultat, tout en montrantles limites de cet intervalle. EXEMPLE 2 Dans une seconde série d'essais, on a utilisé deux ozoneurs monotubulaires du type à diélectrique immergé directement dans 1' eau de refroidissement à 250C, constituant la masse, à electrode haute tension concentrique intérieure alimentée en courant électrique moyenne fréquence.-Dans ce type, l'air à effluver, desséché à - 450C, introduit sous 0,55 bar de surpression, provoque un certain refroidissement de ladite électrode en la parcourant sur toute sa longueur avant de pénétrer dans l'effluve. Ces deux ozoneurs fonctionnent de la manière suivante Montaqe C : Longueur d'effluve = Il375 m. Rapport dimensionnel longueur/largeur = 6,2. Montage D :Longueur d'effluve = I,750 m. Rapport dimensionnel longueur/largeur = 8. Puissance de fonctionnement accrue de 2-7,3 % pour conserver la mEme puissance spécifique que pour le montage C. On effectue avec ces deux montages deux séries d'essais, à des concentrations et à des puissances différentes. Les résultats de ces essais sont réunis aux tableaux II et III ci-après. Dans le tableau II, les puissances de fonctionnement sont respectivement de IIOO w pour le montage C et de I400 w pour le montage D puissance spécifique 35 w/dm2 -, tandis que dans le tableau III, les puissances correspondantes sont de 1430 et I820 w respectivement - puissance spécifique 45,5 w/dm2. Les deux séries de résultats sont-donc-complémentaires. TABLEAU II :Concent.03: Consom. spec. :Production (g/h):Gain prod:Dimin.con (g/m3) (wh/q) (%) C D C D I5 I7,I I4,8 64,3 95,0 I5,9 I3,5 I7 I8,7 I5,3 59,3 91,2 20,7 I8,2 I9 2I,2 I9,5 5I,8 71,6 8,5 8,0 TABLEAU III :Concent.03:Consom. spec. :Production (g/h):Gain prod:Dimin.con (g/m3) (wh/g) som. s (%) C D C D (%) : 15 : I9,4 : 17,3 : 73,7- : I05 : I2,0 : I0,8 : 20 : 24,3 : 26,3 : 58,8 : 69,5 : - 7 : - 8 Ces deux tableaux font ressortir les différentes particularités suivantes En premier lieu, les gains obtenus sont moins importants à mesure que la puissance de fonctionnement augmente. En second lieu, les gains passent par un maximum pour une concentration en ozone de l'ordre de I7 g/m3, pour diminuer à des concentrations supérieures. Aux puissances élevées, ces gains peuvent méme devenir négatifs aux concentrations de l'ordre de 20 g/n3 Cependant, il convient de remarquer que même aux valeurs limites de concentration, pour lesquelles l'accroissement du rapport longueur/largeur ne conduit qu'à une production proportionnelle ou méme inférieure, il y a encore intérêt à accroître ce rapport, c' est-à-dire la longueur deséléments, si l'on se place du point de vue des investissements car le prix d'un ozoneur donné est toujours beaucoup moint élevé que celui de deux ozoneurs de plus petite longueur d'effluve. I1 est bien entendu que ce qui précède s'applique à n'importe quel type d'effluveur, qu'il soit plan ou tubulaire. REVENDICATION Ozoneur caractérisé en ce que le rapport dimensionnel entre la longueur et la largeur d'un élément effluveur est compris entre 7 et 9, et, de préférence, est égal à 8.