Brevet FR2338896A1 — publié le 19770819

L'invention concerne un générateur d'ozone pour enrichir l'air en ozone , et comportant des électrodes séparées par du verre Différents générateurs d'ozone sont connus , qui sont utilisés pour enrichir l'air en ozone. Pour utiliser ces généra de teurs d'ozone, par exemple, pour le traitement/l'eau potable ou de l'eau de piscine par injection d'air enrichi en ozone, ils sont normalement trop compliqués et par conséquent trop chèrs. La présente invention a pour but de fournir un générateur d'ozone à construction simple, qui peut être utilisé pour les buts mentionnés ci-avant, qui n'est pas cher et qui n'a pratiquement pas besoin d'un entretien compliqué. Selon l'invention le générateur d'ozone est caractérisé en ce qu'il a un tuyau en verre à paroi double, dont au moins une partie de la surface extérieure et de la surface intérieure est électroconductrice, et en ce que l'une de ces parties sert comme anode et l'autre partie comme cathode pour produire l'ozone dans la cavité entre l'anode et la cathode. On a constaté que des courants de fuite superficiels peuvent se former sur les parties isolantes, qui ne sont jamais absolument libres de poussière, des tuyaux en verre. Ces courants de fuite superficiels pouvant se former entre autre sur le chemin le plus court le long des parois en verre du tuyau de l'une des électrodes vers l'autre, ce qui peut provoquer des court-circuits ou des pannes du circuit de haute tension. Afin d'empêcher cela, selon une autre caractéristique du générateur d'ozone la cavité intérieure du tuyau en verre peut être formée au moins en partie comme réservoir pour un milieu d'isolation liquide. L'invention sera maintenant expliquée en plus grand détail en référence aux dessins annexés, dans lesquels: La figure I représente un générateur d'ozone en coupe médiane. La figure 2 représente un générateur d'ozone en coupe médiane, avec un réservoir prévu dans l'intérieur du générateur, et ce réservoir formant avec le générateur d'ozone une seule pièce. La figure 3 représente un générateur d'ozone, en coupe médiane, muni d'un réservoir dans l'intérieur du générateur, ce réservoir étant formé par une pièce de fermeture séparée inférieure. La figure 4 représente un générateur d'ozone, en coupe médiane, dont l'intérieur est divisé en plusieurs parties. La figure 5 représente la partie supérieure, en coupe médiane, d'un générateur d'ozone avec une partie de fermeture séparée supérieure et avec un ressort de contact. Un tuyau en verre à double paroi 1 a entre ses deux parois une cavité 3. Cette cavité est reliée en haut par un coude 5 et-en bas par un coude 6 à l'environnement. Une partie 8 de la surface extérieure du tuyau en verre à double paroi 1 est électroconductrice , de la même façon qu'une partie correspondante 12 de la surface intérieure du tuyau en verre à double paroi 1. Ces couches électroconductrices peuvent être formées par exemple par des revêtements à feuille d'aluminium ou par des peintures en matière plastique métalisées ou elles peuvent être appliquées par évaporation de métal. I1 est évidemment possible d'employer d'autres métaux pour l'application de ces couches. De préférence, la couche intérieure est reliée comme anode et la couche extérieure est reliée comme cathode à un circuit de haute tension électrique (non représentée). En fonctionnement des arcs électriques se forment entre la couche intérieure 12 et la couche extérieure 3, qui produisent de l'ozone dans la cavité 3. L'ozone tombe vers le bas parce qu'il est plus lourd que l'air et le mélange ozone-air peut être enlevé par le coude 6. L'alimentation en air a lieu par le haut par le coude 5. De cette façon il est possible de produire de l'ozone par les arcs électriques dans la cavité, qui a par exemple en section transversale une largeur de 5 mm, du tuyau à double paroi. Lorsque nécessaire, cette cavité 3 peut être rincée avec un solvant sans causer un endommagement chimique ou mécanique des surfaces conductrices respectivement des électrodes. Le tuyau en verre 1 est de préférence dimensionné pour fonctionnement sous pression ou sous vide partiel. La haute tension entre la cathode et l'anode , pour produire les arcs électriques entre les électrodes, est dans ce cas environ 20kV. Les arcs électriques produisent l'ozone ('3) de façon connue. Le fait que l'ozone est plus lourd que l'air ambiant est utilisé pour obtenir une circulation dans la cavité 3 sans avoir besoin de moyens supplémentaires, parce que, tel que mentionné déjà ci-avant, l'ozone tombe vers le bas et le mélange ozone-air peut être enlevé par le coude 6, tandis que l'air frais entre par le coude 5. Cette disposition le permet aussi de faire 4 sortir ou de chasser l'humidité qui pourrait éventuellement s'accu muler dans la cavité 3. Par conséquent, l'installation n'est pas sensible à l'humidité. Selon le mode de réalisation de la figure 2, dans lequel on a employé pour les éléments correspondants les mêmes références que dans la figure 1, au bord inférieur du tuyau en verre 1 l'in térieur 15 du tuyau en verre 1 est fermé vers le bas par une pièce de fermeture 17. La pièce de fermeture 17 est en forme de cloche et elle est coaxiale par rapport au tuyau en verre 1. La pièce de fermeture est reliée de façon étanche à son bord inférieur au tuyau en verre 1. L'intérieur de la partie de fermeture 17 en forme de cloche est ouvert vers le bas et un manchon coaxial 19, ayant la forme du cerveau d'une cloche, de la pièce de fermeture 17 se trous ve dans l'intérieur du tuyau en verre 1. Le manchon 19 a une ouvert ture coaxiale 20 par laquelle l'intérieur 15 du tuyau en verre 1 est relié vers le bas à l'extérieur.La partie de fermeture 17 lest fabriquée, selon la figure 1, de préférence aussi en verre et elle est formée en une seule pièce avec le tuyau en verre. Un milieu d'isolation liquide, de préférence de l'huile, est rempli par le haut dans l'intérieur 15 du tuyau en verre 1 et vient s'accumuler entre la surface extérieure de la cloche de la pièce de fermeture 17 et la paroi intérieure du tuyau en verre 1. A cause du manchon 18 avec son ouverture 20 on a la certitude que l-e milieu d'isolation peut être rempli seulement jusqu'à un t niveau prédéterminé, parce que le manchon 19 sert comme écoulement 'lorsque ce niveau est atteint. De cette manière les parties in férieures du tuyau en verre sont humectées par le milieu d'isolation, ce qui évite la formation de courants de fuite superficiels, t et en même temps cette construction assure une circulation suffi riante de l'air de refroidissement dans l'intérieur du tuyau. Les éléments du mode de réalisation représentés dans la figure 3 sont identifiés par les mêmes références que les éléments correspondants des modes de réalisation selon les figures 1 et 2. La partie de fermeture 17, formée selon le mode de réalisation de la figure 2 en une seule pièce avec le tuyau en verre 1, consiste selon le mode de réalisation de la figure 3 en une pièce séparée 1 21, La pièce de fermeture 21 selon la figure 3, qui a la même forme que la pièce de fermeture 17 de la figure 2, est fixée par un flasque 23 au bord inférieur du tuyau en verre 1. Ce flasque est collé ou fixé par masticage au tuyau en verre. Cependant, il est aussi possible de fixer la pièce de fermeture 17 de façon étanche et amovible au tuyau en verre , par exemple par des moyens de serrage (non représentés). Cela permet le rinçage sans diffi cultés de l'intérieur 15 du tuyau en verre. L'ouverture 20 du manchon 19 sert dans le mode de réalisa tion selon la figure 3 comme aussi dans le mode de réalisation de la figure 2, non seulement à limiter le niveau maximal du milieu d'isolation mais aussi à faciliter le courant de l'air de refroi dissement dans l'intérieur 15 du tuyau en verre. I1 est évident que l'intérieur du tuyau en verre 1 peut aussi être fermé sur les deux cotés, c'est-à-dire en haut et en bas, par exemple aussi sans ouverture dans la pièce de fermeture inférieure, mais dans ce cas une pièce de fermeture supérieure doit avoir une ouverture de remplissage pour pouvoir introduire le milieu d'isolation et cette ouverture doit aussi permettre une circulation de l'air de refroidissement dans l'intérieur du tuyau en verre, pendant le fonctionnement de l'appareil. Selon les besoins, il peut aussi être avantageux, d'iso ler les parties supérieures non-métalisées du tuyau en verre 1. Cela est représenté dans la figure 4. i En haut des zones à couchg électroconductrices -8, 12, l'intérieur 15 du tuyau en verre est séparé en une partie supé rieure et une partie inférieure par une paroi de séparation 25 de préférence perpendiculaire par rapport à l'axe du tuyau en verre. La paroi de séparation 25 a un manchon coaxial 27 s'éten dant vers le haut qui sert à la fois comme manchon de remplissage pour l'introduction du milieu d'isolation dans la partie inférieure de l'intérieur 15 du tuyau en verre, et aussi pour l'aération de cette partie inférieure.A côté de cela , le manchon 27 sert aussi à limiter le niveau du milieu d'isolation rempli dans la partie supérieure de l'intérieur du tuyau en verre, Pour empêcher de verser le milieu d'isolation de la partie supérieure de llintérieui 15 du tuyau en verre , on peut prévoir un couvercle de fermeture ,29 qui, correspondant à l'ouverture du manchon 27, a une ouver biture coaxiale 31 et au moins un trou de remplissage 33, disposé excentriquement, pour pouvoir remplir le milieu d'isolation dans 'la partie supérieure de l'intérieur du tuyau en verre. Sur la figure 5 on a représenté la partie supérieure d'uh générateur d'ozone et dans cette figure on a aussi employé les mêmes références pour désigner des éléments correspondants à des éléments semblables des modes de réalisation précédents. Au contraire au mode de réalisation de la figure 4, selon le mode de réalisation de la figure 5, l'intérieur 15 du tuyau en verre 1 est fermé par une pièce de fermeture supérieure séparée 30. Cette pièce de fermeture 30 a un flasque de support 32 et un enfoncement annulaire 34 et cette pièce est introduite dans le tuyau en verre 1 de sorte que le flasque 32 se place sur le bord supérieure du tuyau en verre et l'enfoncement 34 entre dans l'intérieur 15 du tuyau en verre.De cette façon on obtient une construction anar logue à celle de la figure 4 , mais parce que la pièce de fermeture 30 peut être fabriquée séparément , la technique de fabrication peut être simplifiée considérablement en comparaison au mode de réalisation de la figure 4 , selon lequel la paroi de séparation 25 formant la pièce de fermeture supérieure est en une seule pièce avec le tuyau en verre. Selon un mode de réalisation préféré des couches 12 et 8 électroconductrices, tel que représenté sur la figure 5, la couche extérieure 8 est formée par un fil enroulé , de préférence un fil en aluminium, et la couche intérieure 12 consiste en une feuille, de préférence une feuille en aluminium. Par ces caractéristiques on évite les procédures compliquées qui sont nécessaires , par exemple pour appliquer des couches par vaporisation de métal, et par conséquent la fabrication de l'appareil est simplifiée très considérablement.Pour empêcher la formation d'espaces d'air entre la feuille formant la couche intérieure et la paroi intérieure du tuyau en verre 1, qui peuvent provoquer des décharges parasites, la feuille est pressée par un ressort héli- cotidal 36 contre la paroi en verre, et ce ressort hélicoïdal consiste de préférence en acier au chrome-nickel. Le ressort 36 sert en même temps comme moyen de contact électrique pour la feuille. A cet effet l'extrémité supérieure du ressort hélicoïdal i 36 sort par l'ouverture coaxiale 31 du manchon, qui est prévu dans les modes de réalisation selon les figures 4 et 5, et cela simpli- fie très considérablement la réalisation du contact.Le contact pour la couche extérieure 8 , selon le mode de réalisation de la figure 5, peut être réalisé par exemple à l'aide d'une bride de serrage (non représentée) . I1 est évident que les variantes représentées pour la pièce de fermeture inférieure peuvent être t combinées au choix avec les variantes représentées pour la pièce de fermeture supérieure, et pour chacune des combinations possible$ on peut employer les couches électroconductrices selon le mode de réalisation de la figure 5. En prévoyant une partie de l'intérieur 15 du tuyau en verre 1 comme réservoir pour le milieu d'isolation on empêche la formation de courants de fuite superficiels provoquant des courtcircuits. A cet effet , en bas le niveau du milieu d'isolation est choisi jusqu'à l'endroit des parties métalisées et en haut le milieu d'isolation est prévu des parties métalisées jusqu'au bord supérieur du tuyau en verre. Bien entendu des niveaux plus bas du milieu d'isolation suffisent aussi, mais la sûreté est améliorée si l'on augmente les surfaces humectées entre les électrodes. Au lieu des coudes 5 et 6 tournés vers le haut qui sont utilisés dans les figures représentant des modes de réalisation de l'invention, on peut évidemment choisir aussi des allonges ou raccords rectilignes, tel que représenté en trais interrompus dans les figures. I1 peut aussi être avantageux de tourner coude 6 vers le bas, au lieu de son orientation vers le haut dans les modes de réalisation représentés, pour faciliter la sortie du mélange ozone-air. R E V E N D I C A T I O N S. 1. Générateur d'ozone pour enrichir l'air en ozone, compor tant des électrodes séparées entre elles par du verre, caractérisé en ce que le générateur d'ozone consiste en un tuyau en verre à double paroi dont la surface extérieure et la surface intérieure a au moins une partie électroconductrice, et en ce que l'une par tie est utilisée comme anode et l'autre partie est utilisée comme cathode pour la production de l'ozone dans la cavité entre l'anode et la cathode. 2. Générateur d'ozone selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface intérieure sert comme anode et la surface extérieure sert comme cathode. 3. Générateur d'ozone selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties électroconductrices sont formées par une feuille métallique et/ou une peinture métallisée , par exemple une peinture en matière plastique métallisée. 4. Générateur d'ozone selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur les deux extrémités du tuyau en verre-à double paroi un raccord mène vers la cavité dans le tuyau pour introduire en fonctionnement de l'air par un raccord supérieur et pour faire sortir par un raccord inférieur un mélange ozone-air, respectivement pour permettre le passage de l'air pour le rinçage et le séchage, et en ce que les raccords sont formés de préférence par des coudes. 5. Générateur d'ozone selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs tuyaux en verre, par exemple des tuyaux en verre coaxiaux, sont disposés en série. 6. Générateur d'ozone selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intérieur du tuyau en verre est forme au moins en par-' tie comme réservoir pour un milieu d'isolation liquide. 7. Générateur d'ozone selon la revendication 6, caractérisé! en ce qu'au moins une pièce de fermeture située à l'extérieur de la région des électrodes ferme l'intérieur du tuyau en verre par rapport à l'environnement , afin de former avec la paroi intérieure du tuyau en verre au moins une chambre fermée à l'une de ses extré mités pour recevoir le milieu d'isolation. 8. Générateur d'ozone selon la revendication 7, caractérisé en ce que la première pièce de fermeture a au moins un manchon s'étendant dans l'intérieur du tuyau en verre pour limiter le niveau du milieu d'isolation, de préférence à une hauteur corresp dant au bord des électrodes situés à la même hauteur par rapport à la dimension axiale du tuyau en verre, et en ce que les manchons sont aussi formés pour améliorer la circulation de l'air de refroidissement dans l'intérieur du tuyau en verre. 9. Générateur d'ozone selon la revendication 8, caractérisé en ce que la pièce de fermeture est en forme de cloche et en ce qu'elle est munie d'un manchon ayant la forme du cerveau d'une cloche et s'étendant dans l'intérieur du tuyau en verre. 10. Générateur d'ozone selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pièce de fermeture est en verre et forme une seule pièce avec le tuyau en verre. 11. Générateur d'ozone selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pièce de fermeture est une pièce séparée qui peut être reliée au tuyau en verre, de préférence par collage ou par masticage. 12. Générateur d'ozone selon la revendication 7, caractérisé: en ce que des moyens de.retenesont prévus pour fixer la pièce de fermeture de façon étanche et amovible au tuyau en verre. 13. Générateur d'ozone selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'intérieur du tuyau en verre est divisé en plusieurs chambres. 14. Générateur d'ozone selon la revendication 6, caractérisé,! ,,en ce que l'intérieur du tuyau en verre est fermé au moins en par-' tie sur un côté par une piece de fermeture, et en ce que de préférence dans la région des bords des électrodes opposées à la pièce de fermeture une paroi de séparation est prévue pour séparer l'in- térieur du tuyau en verre en une chambre extérieure et une chambre intérieure correspondant à la région des électrodes. Générateur d'ozone selon la revendication 14, caractérise en ce que la paroi de séparation a au moins un manchon ouvert vers l'extérieur et en ce que ce manchon s'étend de la paroi de séparation au moins en partie dans la chambre extérieure pour servir comme manchon de remplissage et d'aération de la chambre intérieure. 16. Générateur d'ozone selon la revendication 15, caractérisé en ce que la chambre extérieure peut être fermée par un couvercle par rapport à l'environnement. 17. Générateur d'ozone selon la revendication 15, caractéri ,sé en ce que la chambre extérieure est fermée par un couvercle par rapport à l'environnement et en ce que le couvercle a une ouverture pour manchon et au moins une ouverture de remplissage pour pouvoir introduire le milieu d'isolation dans la chambre extérieure. 18. Générateur d'ozone selon la revendication 6, caractérisé en ce que le milieu d'isolation est de l'huile. 19. Générateur d'ozone selon la revendication 6, caractérisé en ce que les électrodes sont des couches métalliques appliquées par évaporation de métal sur le tuyau en verre. 20. Générateur d'ozone selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque extrémité du tuyau en verre à double paroi au moins un coude relie la cavité du tuyau en verre à l'environnement, et en ce qu'au moins l'un des coudes est orienté de façon oblique par rapport à l'axe du tuyau en verre pour faciliter la sortie du mélange ozone-air formé dans la cavité. 21. Générateur d'ozone selon la revendication 14, caractérisé en ce que la paroi de séparation est formée par une pièce de séparation qui peut être introduite dans le tuyau en verre. 22. Générateur d'ozone selon la revendication 21, caractérisé en ce que la pièce de fermeture a un flasque d'appui s'étendant au moins le long de parties de sa paroi extérieure pour pouvoir supporter la pièce de fermeture sur le tuyau en verre après son introduction dans l'intérieur du tuyau en verre. 23. Générateur d'ozone selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie électroconductrice de la surface extérieure du tuyau en verre est formée par un fil enroulé sur la surface extérieure du tuyau en verre, de préférence un fil enroulé en aluminium. 24. Générateur d'ozone selon la revendication 1, caractérisé' en ce que la partie électroconductrice de la surface intérieure du tuyau en verre est formée par une feuille, de préférence une feuille en aluminium. 25. Générateur d'ozone selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'un ressort hélicoïdal disposé coaxialement par rapport au tuyau en verre est prévu pour presser la feuille contre la paroi intérieure du tuyau en verre, ét en ce que ce ressort héli cotidal consiste de préférence en acier chrome-nickel et sert comme moyen de contact électrique pour la feuille formant la partie électroconductrice. 26. Générateur d'ozone selon la revendication 24; caracteri-i sé en ce que la feuille ut pressée par un moyen à ressort contre la surface intérieure du tuyau en verre.