ЭЛЕКТРОД ГЕНЕРАТОРА ОЗОНА
ELECTRODE OF OZONE GENERATOR

Предлагаемое изобретение относится к озонаторному оборудованию и может быть использовано в качестве устройства при производстве озонаторов для обеззараживания питьевой воды, очистных сточных вод предприятий, городов, животноводческих ферм, а также в целлюлозно-бумажной промышленности, нефтеперерабатывающей и др.
Известны генераторы озона с пластинчатыми электродами, используемые для производства озона высокой концентрации с низкими энергозатратами на его получение [1, 2]. Пластинчатые электроды позволяют выполнить интенсивное охлаждение как заземленных, так и высоковольтных электродов и обеспечить равномерный зазор между электродами, покрытыми диэлектриком. Все это обеспечивает высокие характеристики указанных генераторов озона. Однако конструкция генераторов озона имеет следующий недостаток: расстояние между электродами фиксируется с помощью прокладок, устанавливаемых при монтаже электродных блоков. В качестве прокладок используется фторопластовая лента толщиной 0,5…0,8 мм и шириной 4…6 мм. Как показал опыт эксплуатации генераторов озона (более 4-х лет), равномерное размещение прокладок в активной зоне (активная зона - зона горения разряда) между электродами - довольно сложная операция. В то же время, при длительной работе прокладки разрушаются, нарушается равномерность горения электрического разряда, что приводит к снижению эффективности работы генераторов озона с уменьшением выхода озона.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является электрод, примененный в системе электродов генератора озона по патенту [2], выполненный из жестко соединенных между собой гофрированных мембран, которому присущи указанные выше недостатки.
Задачей изобретения является создание дистанцирующего устройства, не требующего его монтажа и сохраняющего свою геометрию в течение всего периода эксплуатации электродов. Это достигается тем, что каждый электрод генератора выполнен из двух металлических гофрированных мембран с нанесенным на их поверхность слоем диэлектрика, жестко соединенных между собой и образующих внутреннюю кольцевую полость, имеющую штуцеры входа и выхода охлаждающей воды, отличается тем, что на поверхности диэлектрика в пределах активной зоны имеются выступы из стекла или стеклоэмали, равные длине разрядного промежутка, имеющие диаметр 3…8 мм, причем их количество составляет 5…10 в одном квадратном дециметре поверхности активной зоны.
На фиг.1 и фиг.2 изображены два вида (вид спереди и вид сверху) электрода генератора озона, состоящего из двух гофрированных мембран (верхняя - 1 и нижняя - 2), штуцеров входа и выхода охлаждающей воды 3, диэлектрического покрытия 4 и диэлектрических выступов 5; высота выступов равна длине разрядного расстояния, которая, в зависимости от состава исходного газа (воздух, обогащенный воздух или кислород), составляет от 0,3 до 1 мм. При сборке пакета системы электродов выступы, расположенные на гребне волны электрода, размещаются во впадине соседнего электрода, а выступы, расположенные во впадине волны, - на гребне соседнего электрода, обеспечивая постоянство разрядного расстояния при количестве выступов не менее 5 на одном квадратном дециметре поверхности активной зоны электрода. Увеличение количества выступов более 10 нецелесообразно из-за уменьшения площади активной зоны. Диаметр выступов 3…8 мм определяется технологией их нанесения. Выступы формируются из диэлектрика (например, стеклоэмали), срок службы которого равен сроку службы диэлектрика, нанесенного на поверхность электрода.
Кроме увеличения срока службы электродной системы и снижения трудоемкости ее монтажа выступы позволяют увеличить турбулентность потока рабочего газа в разрядном промежутке и улучшить таким образом охлаждение электродов. Выход озона увеличивается также за счет увеличения площади активной зоны электродов: прокладки из фторопластовой ленты занимают 5…8% площади активной зоны, в то время как выступы - не более 1,5%.
Источники информации
1. Патент РФ №2046753, МКИ С01В 13/11, опубл. 27.10.1995.
2. Патент РФ №2199487, МКИ С01В 13/11, опубл. 27.02.2003 (прототип).