ЭЛЕКТРООЗОНАТОР
ELECTROOZONISER

Изобретение относится к устройствам для получения озона из воздуха и может быть широко использовано в различных отраслях сельского хозяйства.
Известен озонатор (патент РФ №2132300, кл. C01B 13/11, 1999 г.), содержащий высоковольтный источник переменного напряжения и индуктор, выполненный в виде металлических пластин, покрытых диэлектриком, и диэлектрических пластин, причем диэлектрические пластины со стороны разрядного промежутка имеют металлическое напыление, покрытое диэлектриком. Соотношение площадей металлического покрытия на диэлектрических пластинах и металлических пластин 1:1. Данный озонатор имеет недостаточную параметрическую надежность.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является озонатор (патент РФ №2081058, кл. C01B 13/11, 1997 г.), включающий в себя водное охлаждение низковольтного и воздушное охлаждение высоковольтного электродов. Охлаждающую воду подают самотеком, нагретую воду отводят за счет конвекции, охлаждают ее расширением при пониженном давлении и вновь подают самотеком на охлаждение, организуя самоциркуляцию воды, а прокачку воздуха обеспечивают за счет избыточного давления отходов озонирования в массообменном аппарате, причем, нагретый воздух отводят через систему вентиляции. Устройство для охлаждения озонатора содержит рубашку охлаждения низковольтного электрода, высоковольтный электрод с внутренней полостью, штуцеры подачи и отвода воды и воздуха, трубопроводы подачи и отвода воды и воздуха, отличается тем, что дополнительно оборудовано расширительным бачком, установленным выше озонатора и соединенным входом с трубопроводом отвода воды, а выходом с трубопроводом подачи воды в рубашку охлаждения низковольтного электрода, при этом выход озонатора связан с трубопроводом подачи охлаждающего воздуха, а трубопровод отвода воздуха подключен к струйному насосу. Недостатком данного устройства является сложность конструкции, низкая электробезопасность и надежность работы.
Техническое решение задачи заключается в повышении параметрической надежности работы электроозонатора барьерного типа, стабилизации его параметров.
Поставленная задача достигается тем, что электроозонатор, содержащий в озоноустойчивом общем корпусе разрядное устройство барьерного типа, подключенное к источнику питания высокого напряжения, вентиляционную систему, согласно изобретению в качестве охлаждающего устройства снабжен элементом Пельтье с холодопроизводительностью в 2 раза больше мощности разрядного устройства, корпус электроозонатора имеет перепускной патрубок, сообщающий выходную и входную части корпуса, при этом элемент Пельтье установлен внутри перепускного патрубка, а вентиляционная система на его входе и выходе.
Техническим результатом решения задачи является повышение параметрической надежности электроозонатора, стабильности его работы, эффективности охлаждения разрядного устройства.
max
ру
Новизна изобретения заключается в том, что для повышения параметрической надежности электроозонатора барьерного типа используется элемент Пельтье, установленный в перепускном патрубке электроозонатора, холодопроизводительность Q которого устанавливают в 2 раза больше мощности разрядного устройства Р.
Использование элемента Пельтье обусловлено тем, что элемент Пельтье - это термоэлектрический тепловой насос, перенаправляющий тепло с одной стороны в другую, который имеет небольшие размеры, в нем отсутствуют какие-либо движущиеся части, а также газы и жидкости. В зависимости от типа элемента и величины тока разность температур между холодной и горячей сторонами может достигать приблизительно 70°С.
Предложенное техническое решение поясняется чертежом.
Озонатор имеет озоноустойчивый общий корпус 1, внутри которого находится разрядное устройство барьерного типа 2, которое питается от источника питания высокого напряжения 3. Корпус имеет перепускной патрубок 4, сообщающий входную и выходную части корпуса 1. Внутрь перепускного патрубка 4 помещен элемент Пельтье 5, питаемый от источника постоянного тока 6 и связанный снаружи с радиатором 7, а на входе и выходе перепускного патрубка 4 расположены вентиляторы 8. Для подачи воздуха в электроозонатор используется компрессор, который на чертеже не указан. Также имеется клапан 9 для отвода конденсата.
Устройство работает следующим образом: напряжение питания подается на компрессор, вентиляторы 8 и на источник питания высокого напряжения 3, вследствие чего в разрядном устройстве барьерного типа 2 возникает разряд и вырабатывается озон. Компрессор производит подачу воздуха, который выносит образовавшийся озон из озонатора. Часть этой озоновоздушной смеси при помощи вентилятора 8 попадает в перепускной патрубок 4 и проходит охлаждение элементом Пельтье 5 и далее снова подается в разрядное устройство барьерного типа 2. Для отвода конденсата, который выводится из озонатора клапаном 9, патрубок 4 имеет наклон. Для отвода тепла от элемента Пельтье предусмотрено наличие радиатора 7.
дб
ру
оз
max
ру
В Кубанском Государственном Аграрном Университете на факультете энергетики и электрификации были проведены исследования, в результате которых была доказана параметрическая надежность работы представленного электроозонатора. Результаты этих исследований приведены в таблице 1. При увеличении температуры диэлектрических барьеров Т происходит увеличение активной мощности разрядного устройства Р, производительности электроозонатора П более чем в 2 раза. Такая дестабилизация параметров недопустима, так как она может привести к еще большему нагреву разрядного устройства, к преждевременному выходу его из строя. Как видно из таблицы, наиболее оптимальным выбором является тот, где холодопроизводительность элемента Пельтье Q превышает мощность разрядного устройства Р в 2 раза. При разнице в 2,5 раза температура диэлектрического барьера становится ниже температуры окружающей среды, а значит на диэлектрических пластинах конденсируется влага, которая ускоряет распад молекул озона.
Таким образом, правильный выбор элемента Пельтье позволяет повысить параметрическую надежность и стабилизацию параметров электроозонатора, а также эффективность охлаждения разрядного устройства.
Таблица 1.
Результаты исследований
№
Q<sub>max</sub>/Р<sub>ру</sub>
Т<sub>дб0</sub>
Т<sub>дб</sub>
Z<sub>0</sub>
Z
I<sub>0</sub>
I<sub>ру</sub>
Р<sub>ру</sub>
П<sub>оз0</sub>
П<sub>оз</sub>
°С
°C
МОм
МОм
мА
мА
Вт
мг/ч
мг/ч
1
Q<sub>max</sub>=0
23
47
2,7
1,5
3,4
6,2
25
10500
22200
2
1
23
40
2,7
1,7
3,4
5,2
20
10500
20200
3
1,5
23
33
2,7
1,9
3,4
4,7
18
10500
18900
<b>4</b>
<b>2</b>
<b>23</b>
<b>25</b>
<b>2,7</b>
<b>2,6</b>
<b>3,4</b>
<b>3,5</b>
<b>12</b>
<b>10500</b>
<b>11800</b>
5
2,5
23
20
2,7
2,9
3,4
2,7
10
10500
4500