Brevet FR2182244A1 — publié le 19731207

La présente invention concerne un dispositif pour la production d'ozone par décharges silencieuses entre une pluralité d'électrodes qui sont reliées alternativement aux pôles opposés d'une source de tension avec interposition de plaques diélectriques et sont groupées en une unité à l'aide de moyens de liaison isolés. On connais déjà des dispositifs de ce type. L'un d'eux est décrit, par exemple, dans le brevet suisse 359 689. Dans celui-ci, il est prévu entre chaque électrode et chacune des plaques voisines une feuille diélectrique qui occupe entièrement l'espace qui les sépare. De cette façon, les électrodes sont protégées contre les substances agressives dans l'espace de décharge entre les plaques diélectriques, Bien que ces dispositifs connus remplissent un grand nombre de conditions qui leur sont imposées, ils présentent tous l'inconvénient d'être relativement encombrants et d'une fabrication comparativement compliquée. L'invention a donc pour objet de réaliser un dispositif pour la production d'ozone qui ne présente pas les inconvénients des dispositifs connus et se distingue par un bon rendement et par une construction extrêmement compacte et économique. Â cet effet, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que les électrodes sont faites d'aluminium anodisé ou d'un alliage d'aluminium anodisé. Grace à ce revêtement protecteur des électrodes, on peut se passer des feuilles diélectriques. La fabrication de lten- semble du dispositif en est simplifiée. En outre, l'utilisation d'aluminium anodisé ou d'un alliage d'aluminium anodisé permet de donner à la surface des électrodes pratiquement n'importe quelle forme. L'utilisation d'électrodes présentant des saillies en pointe sur leur deux faces et faites#, par exemple, de métal déployé, s'est avérée particulièrement avantageuse. Avec de telles électrodes, il se forme des décharges individuelles réparties dans I1 espace et dans le temps, qui sont appelées microplasmas et peuvent augmenter de 100 % le rendement en ozone par rapport aux électrodes lisses. Pour alimenter les électrodes, on peut utiliser une source de tension continue. On obtient toutefois un rendement beaucoup plus intéressant en les alimentant avec une tension alternative, en particulier avec une fréquence moyenne (gamme de fréquences : de 300 Hz à 10 000 Hz), car on sait que le rendement en ozone augmente avec la fréquence. Pour les fréquences au-dessus de 10 000 Hz, le rendement en ozone diminue de nouveau, car les pertes diélectriques sont alors trop importantes. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce dispositif : Figure 1 est une vue en coupe transversale d'un dispositif selon l'invention Figure 2 est une vue de dessus de ce même dispositif Figure 3 est une vue de côté, la plaque support et la première électrode ayant été enlevées en partie Figure 4 est une vue#schématique d'une installation de traitement et d'épuration des eaux comportant des dispositifs de production d'ozone selon l'invention. Comme le montre la figure 1, le dispositif comporte une plaque support 1 de matière isolante, par exemple du papier dur connu sous l'appellation commerciale "Pertinax", sur laquelle est montée une première paire de réglettes isolantes 2, 2a. Puis suivent dans l'ordre de leur énumération, une première plaque diéléctrique 3, faite aussi, par exemple, de papier dur, une deuxième paire de réglettes isolantes 4, 4a, une électrode 5 en métal déployé anodisé, une troisième paire de réglettes isolantes 6, 6a, une deuxième plaque diélectrique 2 et une autre paire de réglettes isolantes 8, 8a. Viennent ensuite une autre plaque diélectrique 3', une paire de réglettes isolantes 4', 4a' et ainsi de suite. Cet empilage se termine par une paire de réglettes isolantes 2, 2a*et une seconde plaque support 9 de matière isolante. Les électrodes 5, 5', etc., sont aplaties et ne sont pas anodisées à leurs deux extrémités. Une au moins 10, 10', etc., de leurs extrémités dépasse de l'empilage qui vient d'être décrit. Elles sont reliées électriquement les unes aux autres par leurs extrémités saillantes, par exemple, au moyen d'une barre collectrice 11. Des électrodes 12, 12', ...12*, sont disposées respectivement dans l'espace compris entre la plaque support 1 et la plaque diélectrique 3, entre les plaques diélectriques 2 et 3', etc., ainsi qu'entre la plaque diélectrique 7* et la seconde plaque support 2. Ces électrodes sont reliées électriquement entre elles au moyen de tirants 14, 22 et de douilles entretoises 13 et sont isolées électriquement des électrodes 5, 5', ... 5*. Les électrodes 12, 12', ... 12* sont faites elles aussi de métal déployé anodisé et sont aplaties à leurs deux extrémités et dans les zones où elles sont serrées. Pour éviter les effets corona, les deux extrémités de ces électrodes sont recouvertes d'une matière isolante appropriée, par exemple, une résine époxyde. Les intervalles entre les électrodes 12, 12', ..., 12* sont maintenus par les douilles entretoises 13. Il est avantageux que ces douilles soient formées dans des tubes d'aluminium dont la face de révolution est anodisée. On peut alors utiliser directement comme barres collectrices les tirants 14, 15 si les faces des électrodes 12, 12', 12* qui sont en contact avec les douilles entretoises 13 ne sont pas anodisées. Ces électrodes sont alors avantageusement reliées au potentiel terre. L'ensemble de l'empilage est maintenu serré par les tirants 14, 15 ainsi que par ceux 17 et 18. On obtient alors un corps parallélépipèdique avec quatre faces fermées et deux faces ouvertes (figures 2 et 3), qui sont reliées l'une à l'autre par des canaux 19. Si l'on applique entre les électrodes 5, 5', etc. et les électrodes 12, 12', etc. une tension de 8000 à 20 000 volts environ, il se produit dans les canaux des décharges silencieuses qui, comme on le sait, provoqutbta formation d'ozone. Le rendement en ozone dépend de la fréquence de la tension appliquée et de la teneur en humidité du gaz ou mélange gazeux qui traverse l'appareil. Le rendement augmente tout d'abord avec la fréquence, mais il diminue ensuite lentement parce que les pertes diélectriques augmentent fortement. Inversement, le rendement encrmone augmente à mesure que le degré d'humidité diminue. Un bon refroidissement des électrodes 5, 5', ..., 5* et des électrodes 12, 12', =.., 12* augmente le rendement en ozone, car la décomposition endothermique est favorisée par une basse température des électrodes. La forme d'électrode prévue par l'invention, en particulier l'utilisation de métal déployé, tient compte de ce fait. La mince couche anodisée des électrodes, dont l'épaisseur est comprise entre 10 et 50 Sm, n'empèche pas un refroidissement intense par l'air qui circule dans l'appareil. Ce refroidissement est favorisé par le rapport surface/volume élevé des électrodes faites de métal déployé et par la turbulence de l'air. On peut obtenir un refroidissement supplémentaire des électrodes par des barres collectrices creuses ou des tirants creux qui sont raccordés à un circuit de fluide réfrigérant. De nos jours, les dispositifs de production d'ozone sont fort employés pour le traitement et l'épuration des eaux. Grâce au fort pouvoir oxydant de l'ozone, l'eau est stérilisée sans qu'il se produise d'effets secondaires dangereux ou nuisibles au goût de l'eau ainsi rendue potable. La figure 4 représente schématiquement une forme d'exécution d'une installation de traitement et d'épuration des eaux. L'élément principal de cette installation est une batterie d'ozonisateurs 21. Cette batterie est constituée par une pluralité de dispositifs tels que celui qui vient d'être décrit, montés en parallèle. La batterie 21 est alimentée par un générateur de fréquence de 50 Hz ou autres fréquences moyennes. En amont de la batterie 21, il est prévu une pompe 23 et un dispositif de refroidissement 24. Un dispositif mélangeur 25 est monté à la suite de la batterie. La pompe 23 peut être supprimée lorsque le dispositif mélangeur 25 est conformé en injecteur, comme le montre la figure 4. Une autre pompe 26 puise l'eau à traiter dans un réservoir 27 et l'envoie, à travers le dispositif mélangeur 25, dans un second réservoir 28.Dans le dispositif mélangeur 25, l'eau s'enrichit d'un mélange d'air et d'ozone. Au lieu d'air, on peut aussi envoyer à la batterie 21 de l'oxygène contenu dans un réservoir 29. Le dispositif de refroidissement 24 peut être alimenté directement, soit en eau brute, soit en eau traitée. La pre mière de ces deux solutions est représentée à la figure 4. Il va de soi qu'on peut prévoir aussi plusieurs batteries d'ozonisateurs et leurs dispositifs mélangeurs respectifs, et les monter en cascade" en ce qui concerne l'eau à traiter. Le dispositif selon l'invention pour la production d'ozone par décharges silencieuses est facile à fabriquer. Il permet d'obtenir un bon rendement pour un faible encombrement. La conformation spéciale des électrodes et particulièrement leur fabrication en métal déployé anodisé rend superflu le garnissage des vides entre les électrodes et les plaques diélectriques. En outre, cette conformation des électrodes favorise leur refroidissement et augmente l'intensité des décharges. REVENXICTIONS 1.- Dispositif pour la production d'ozone par décharges silencieuses entre une pluralité d'électrodes qui sont reliées alternativement aux pôles opposés d'une source de tension avec interposition de plaques diélectriques et sont groupées en une unité de production à l'aide de moyens de liaison isolés, caractérisé en ce que les électrodes sont faites d'aluminium anodisé ou d'un alliage d'aluminium anodisé. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les électrodes sont des plaques d'aluminium anodisé. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les plaques d'aluminium présentent sur leurs deux grandes faces opposées des saillies pointues. 4.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les électrodes sont en métal déployé anodisé. 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche anodisé est comprise entre 10Fm et 50 pia. 6.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les électrodes sont en métal déployé anodisé qui est aplati dans la zone des moyens de liaison isolés. 7.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les électrodes sont alimentées par une source de tension alternative. 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la fréquence de la tension de sortie de la source de tension alternative est comprise entre 50 Hz et 10 000 Hz.