Brevet FR2594108A1 — publié le 19870814

L'invention concerne un ozoniseur particulièrement conçu pour empecher- une élévation de température dans un espace de décharge et pour améliorer l'efficacité de refroidissement. La Figure 1 des dessins annexés est une vue en coupe transversale d'un ozoniseur classique. L'ozoniseur représenté sur la Figure I des dessins annexés comprend un tube à décharge 1 constitué d'un diélectrique en verre ou l'équivalent. Un tube à électrode mise à la masse 2 est placé en regard de la face périphérique extérieure du tube à décharge 1, un petit espace étant laissé entre eux. Une électrode en couche 3 recouvre la face périphérique intérieure du tube à décharge 1. Des dispositifs d'alimentation 4 appliquent un courant alternatif à haute tension à l'électrode en couche 3. Un fusible à haute tension 5 coupe un courant anormal. Des éléments d'espacement 6 maintiennent le petit espace entre le tube à décharge 1 et le tube à électrode mise à la masse 2.La tension alternative est fournie par un dispositif d'alimentation en courant alternatif et haute tension 7 par l'intermédiaire d'un isolateur 8. Un gaz est fourni par un orifice d'introduction de substance gazeuse 9 et le gaz ozonisé est délivré par un orifice de sortie 10. Un orifice d'alimentation 11 fournit un produit de réfrigération au tube à électrode mise à la masse 2 et le produit de réfrigération utilisé est éjecté par un orifice de sortie 12 dans un logement 13. Dans cette figure, des flèches A et B représentent le sens selon lequel circule la substance gazeuse. Dans l'ozoniseur ainsi construit, le gaz, par exemple de l'oxy- gène, fourni par l'orifice d'introduction de substance qazeuse 9 est partiellement transformé en ozone par l'énergie de décharge silencieuse produite entre l'électrode en couche 3 et le tube à électrode mise à la masse 2, alors que le gaz circule entre le tube à décharge 1 et le tube à électrode mise à la masse 2. L'oxygène ozonisé est en conséquence sorti de l'orifice de sortie 10 pour le gaz ozonisé. Quand la température de l'ozone augmente, la vitesse d'autodécomposition augmente également, ce qui diminue l'efficacité d'ozonisation. En conséquence, le produit de réfrigération est fourni au tube à électrode mise à la masse 2 afin de supprimer une partie de la cha leur ainsi produite. Dans l'ozoniseur du type à décharge silencieuse classique, quelques pour cents seulement d'une énergie de décharge silencieuse introduite sont généralement utilisés pour une ozonisation, alors que plus de 90% de l'énergie restante est changé en chaleur. En outre, dans cet ozoniseur, on ne compte que sur la convection de chaleur produite par le gaz ozonisé pour transporter l'énergie thermique engendrée dans le petit espace jusqu'au produit de réfrigération. En conséquence, l'efficacité d'évacuation de la chaleur est médiocre et, si l'énergie de décharge est augmentée, l'élévation de température dans le petit espace croît également brusquement. Cette augmentation de température a pour effet de diminuer la quantité d'ozone en raison de l'autodécomposition de l'ozone alors qu'elle permet d'augmenter la perte électrique du diélectrique. Le problème est qu'elles constituent une source de danger potentiel sous la forme d'une rupture diélectrique. L'invention est liée à la demande de brevet des E.U.A. n" de dépôt 684 384, déposée le 19 Mai 1986. On se référera également à un article technique de Okegawa et al, intitulé "Mitsubishi's High Frequency Ozonizer", paru dans Mitsubishi Denki Technical Report, Vol. 55, NO 10, 1981. Cet article décrit un tube à électrode en verre logé dans un tube à électrode mise à la masse, un espace étant laissé entre eux. La chaleur produite par la décharge de courant électrique dans l'espace est évacuée par le tube à électrode mise à la masse. La présente invention est destinée à résoudre le problème ci-dessus et un but de l'invention est donc de fournir un ozoniseur efficace dans lequel la chaleur rayonnante produite dans un petit espace est absorbée par des électrodes refroidies et dans lequel le rayonnement de chaleur est accéléré en permettant à un tube à décharge de réfléchir la chaleur rayonnante, de sorte que l'éléva- tion de température dans l'espace soit empêchée. Dans la présente invention, on a prévu un moyen d'absorption de chaleur et / ou un moyen de réflexion de chaleur. Le moyen d'absorption de chaleur est placé sur une électrode métallique refroidie afin d'absorber la chaleur produite dans un minuscule espace situé entre l'électrode métallique et un moyen diélectrique. Le moyen de réflexion de chaleur est placé sur une électrode métallique non refroidie de manière à réfléchir la chaleur s'y trouvant et à diriger la chaleur jusqu'à l'électrode refroidie. Par conséquent, on peut facilement supprimer la chaleur présente dans le dispositif au moyen d'un milieu réfrigérant de l'électrode métallique par une convection ou un rayonnement thermique. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mis en évidence dans la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 est une vue en coupe transversale d'un ozoniseur classique; et la Figure 2 est une vue en coupe transversale d'un exemple de réalisation de la présente invention. L'ozoniseur selon la présente invention est conçu pour que l'énergie thermique soit produite dans un petit espace situé entre des électrodes métalliques et un diélectrique,absorbéeparl'électrode métallique refroidie au moyen d'un film de recouvrement absorbant la chaleur qui est formé dessus. De plus, cette énergie est réfléchie par une couche de recouvrement réfléchissant la chaleur qui est formée sur la surface du diélectrique sur l'electrode métallique opposée, refroidie et évacuée par celle-ci. En outre, cette énergie est effectivement évacuée par la synergie des deux mécanismes. Puisque le film de recouvrement absorbant la chaleur est formé sur chaque côté d'électrode métallique refroidie qui est expose au gaz ozonisé et/ou que le film de recouvrement réfléchissant la chaleur est formé sur chaque côté de diélectrique qui est exposé au gaz ozonisé selon la présente invention, l'énergie thermique engendrée par une décharge silencieuse est facilement supprimée par l'électrode métallique en tant qu'agent réfrigérant dans n'importe quelle forme de transfert de chaleur, par exemple, une convection ou un rayonnement thermique. La Figure 2 est une vue en coupe transversale d'un exemple de réalisation de la présente invention. Sur la Figure 2, les mêmes caractères de référence indiquent les mêmes éléments que ceux apparaissant sur la Figure 1. Sur la Figure 2, on a représenté en plus un film de recouvrement absorbant la chaleur du type à absorption de chaleur rayonnée 20 qui est appliqué sur la face périphérique intérieure d'un tube à électrode mise à la masse 2, c'est-à-dire sur la face exposée au gaz ozonisé et placée en regard de la face périphérique extérieure d'un tube à décharge 1. De plus, un film de recouvrement réfléchissant la chaleur du type à réflexion de chaleur rayonnée 22 est appliqué sur la face périphérique extérieure du tube à décharge 1, c'est-à-dire, la face exposée au gaz ozonisé et placée en regard de la face périphérique intérieure du tube à électrode mise à la masse 2.Ainsi, les deux films de recouvrement 20 et 22 diffèrent en ce que le film de recouvrement 20 appliqué sur le tube à électrode mise à la masse 2 absorbe la chaleur tandis que le film de recouvrement 22 appliqué sur le tube à décharge 1 réfléchit la chaleur. On peut obtenir cette différence en choisissant des matériaux de coefficient de réflexion appropriés dans la bande des rayons infrarouges associée à la température du gaz ozonisé. Les films 20 et 22 sont respectivement constitués d'unepeinture noire et d'une peinture réfléchissante. L'ozoniseur ainsi construit selon la présente invention est mis en fonctionnement de la même manière que l'ozoniseur classique est mis en fonctionnement pour produire de l'ozone. Cependant, l'éner- gie thermique engendrée par une décharge silencieuse est transférée jusqu'au tube à électrode mise à la masse 2 en raison d'une convection thermique, alors que la chaleur rayonnée est absorbée par le film de recouvrement absorbant la chaleur du type à absorption de chaleur rayonnée 20 appliqué sur la face intérieure du tube à électrode mise à la masse 2. En outre, l'énergie thermique atteignant la surface du tube à décharge 1 est réfléchie par le film de recouvrement réfléchissant la chaleur du type à réflexion de chaleur rayonnée 22 et absorbée par le film de recouvrement absorbant la chaleur 20 placé à l'opposé de celui-ci. En conséquence, l'énergie thermique engendrée par la décharge silencieuse est absorbée par le film de recouvrement absorbant la chaleur 20 et le tube à électrode mise à la masse 2. La plus grande partie de l'énergie thermique est ainsi évacuée parleproduit de réfrigération. Selon l'exemple de réalisation ci-dessus, le film de recouvrement absorbant la chaleur 20 et le film de recouvrement réfléchissant la chaleur 22 sont respectivement appliqués sur le tube à électrode mise à la masse 2 et sur les faces du tube à décharge 1 qui sont exposées au gaz ozonisé. Cependant, le film de recouvrement 20 ou 22 seul garantit une amélioration de l'efficacité d'évacuation de la chaleur. Quand la partie périphérique intérieur du tube à décharge 1 est réalisée comme électrode refroidie, on peut obtenir un avantage semblable en prévoyant le film absorbant la chaleur sur une face du tube en contact avec le gaz ozonisé. En outre, quand les deux parties périphériques intérieures du tube 1 et de l'électrode mise à la masse 2 sont réalisées comme des électrodes refroidies, on peut également obtenir un avantage semblable en prévoyant les films absorbant la chaleur sur les surfaces de ceux-ci en contact avec le gaz ozonisable. Comme on l'a établi précédemment, l'énergie thermique engendrée par décharge silencieuse est évacuée en mettant en oeuvre une conduction thermique résultant d'une convection ou d'un rayonnement thermique au moyen des films de recouvrement et des électrodes métalliques refroidies par le produit de réfrigération selon la présente invention. L'énergie thermique engendrée peut être ainsi évacuée dans une plus grande mesure pour garantir une amélioration distincte de l'effet de refroidissement et de l'efficacité d'ozonisation car l'élévation de température intérieure est supprimée. REVENDICATIONS 1. Ozoniseur du type à décharge, caractérisé en ce qu'il comprend - une première électrode métallique (3) ; - une couche diélectrique (I) adjacente à la première électrode métallique ; - une seconde électrode métallique refroidie (2), un espace étant laissé entre la seconde électrode métallique et la couche dié lectrique pour contenir un gaz ozonisable - une source de tension d'alimentation (7) appliquée entre les deux électrodes ; et - des moyens (20, 22) pour qu'un coté de la seconde électrode (2) situé en regard de l'espace absorbe plus de chaleur qu'un côté de la couche diélectrique (1) en regard de l'espace. 2. Ozoniseur du type à décharge selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un film formé sur la seconde électrode (2) en face de l'espace et ayant un coefficient de réflexion de chaleur supérieur à celui de la couche diélectrique. 3. Ozoniseur du type à décharge selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un film formé sur la couche diélectrique (1) en face de l'espace ayant un coefficient d'absorption de chaleur supérieur à celui de la seconde électrode. 4. Ozoniseur du type à décharge selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (20, 22) comprennent - un film réfléchissant la chaleur formé sur la seconde électrode en regard de l'espace ; et - un film absorbant la chaleur formé sur la couche diélectrique en regard de l'espace. 5. Ozoniseur du type à décharge selon la revendication 4, caractérisé en ce que le film réfléchissant la chaleur a un coefficient de réflexion de chaleur supérieur à celui du film absorbant la chaleur et dans lequel le film absorbant la chaleur a un coefficient d'absorption de chaleur supérieur à celui du film réfléchissant la chaleur. 6. Ozoniseur du type à décharge, caractérisé en ce qu'il comprend - une première électrode métallique (3) ; - une seconde électrode métallique (2) ; - une couche diélectrique (1) placée entre les première et seconde électrodes métalliques, au moins une des électrodes métalliques étant refroidie ; et - au moins un parmi un moyen absorbant la chaleur (20) et un moyen réfléchissant la chaleur (22), le moyen absorbant la chaleur (20) étant placé à une surface de l'électrode métalli que refroidie, cette surface étant en présence d'un gaz ozoni sable, et le moyen réfléchissant la chaleur (22) étant placé à une surface de l'autre électrode métallique, cette surface étant en présence du gaz ozonisable.