ОЗОНАТОР

Название	ОЗОНАТОР
Разработчик (Авторы)	Камышанченко Н.В., Маханьков Г.В., Рыжков И.В., Таран А.В., Чеканов Н.А.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2178383
Дата регистрации	28.03.2000
Правообладатель	Белгородский государственный университет
Область применения (класс МПК)	C01B 13/11 (2000.01)

Описание изобретения

Изобретение относится к области газовой электрохимии, в частности к устройствам для получения озона, и может найти применение в химической, машиностроительной, металлургической отраслях промышленности, а также в медицине.

Известно устройство для получения озона способом использования высокочастотного разряда, содержащее кварцевые трубки, снабженные охладителем, высокочастотный магнетрон с волноводами, источник электропитания, соединенный с магнетроном, канал, соединяющий входы и выходы кварцевых трубок с расположенным внутри него вентилятором, камеру смешения на входе в кварцевые трубки, дополнительные электроды, расположенные внутри кварцевых трубок и соединенные с элементом питания, газовую турбину, камеру сгорания воздушно-реактивного двигателя (RU 2046752 С1, 27.10.1995).

Известен озонатор, выполненный в виде трубы из диэлектрического материала, внутри которого циркулирует вода, выполняющая функцию проводящего электрода и хладагента, на внешней стенке трубы закреплен по спирали коронирующий электрод, выполненный из электропроводящего материала в виде ленты (SU 1627506 A1, 15.02.1991).

Недостатком указанных устройств является то, что на производство 1 кг озона в час приходится 25-30 кг аппаратуры (без учета систем питания) при габаритах 1,2-1,5 м³, энергозатраты доходят до 20 кВт/час и, кроме того, существенным недостатком является попадание материала электродов в озон.

Технический результат, достигаемый в заявленном изобретении, заключается в создании оптимальных условий для проведения диссоциации кислорода и синтеза озона с целью увеличения выхода озона при одновременном уменьшении габаритов и веса озонатора.

Указанный технический результат достигается тем, что в озонаторе, содержащем кварцевую трубку с двумя входными патрубками для кислородсодержащего газа и патрубком для выхода озона, внешний высоковольтный электрод, устройство охлаждения, согласно изобретению трубка разделена на диссоциатор, снабженный внешним высоковольтным электродом, выполненным в виде спирали, и синтезатор, снабженный устройством охлаждения, причем между ними установлена газопроницаемая перегородка из инертного материала с развитой поверхностью и второй патрубок для подачи в зону синтеза озона охлажденного газа, содержащего молекулярный кислород.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где изображен высокопродуктивный озонатор, содержащий корпус, выполненный в виде кварцевой трубки, разделенной на диссоциатор 1 и синтезатор 2 с пористой газопроницаемой перегородкой 3 и устройством охлаждения 4; входные патрубки 5 и 6, выходной патрубок 7, внешний высоковольтный электрод 8, выполненный в виде спирали (индуктивная связь).

Устройство работает следующим образом. Молекулярный кислород через патрубок 5 попадает в кварцевый диссоциатор 1, где в зоне безэлектродного высокочастотного разряда (с индуктивной связью) при температуре 3000-5000 K происходит диссоциация кислорода O₂ ---> O+O. Степень диссоциации в этих условиях приближается к 90%. Атомарный кислород, выходящий из зоны диссоциации через отверстие в перегородке 9, смешивается с поступающим через патрубок 6 охлажденным молекулярным кислородом. В синтезаторе 2, где при помощи устройства охлаждения 4 поддерживают оптимальную температуру для синтеза, происходит реакция O₂+O ---> O₃. Реакция синтеза протекает как на поверхности газопроницаемой охлаждаемой перегородки 3, выполненной, например, из стекловаты, так и в объеме синтезатора. В результате эффективность синтеза может достигать 90%. Полученный озон через выходной патрубок 7 подают в озонируемую зону.

Устройство может использоваться для получения озона как из чистого кислорода, так и из воздуха. Поскольку диссоциация кислорода происходит в безэлектродном высокочастотном разряде, а диссоциатор 1, синтезатор 2 и перегородки 3 и 8 выполнены из инертного материала, в получаемом озоне отсутствуют посторонние примеси.

Габариты и вес предлагаемого озонатора определяют пропускной способностью газопроницаемой перегородки и тепловой нагрузкой на корпус диссоциатора. Так, например, озонатор с производительностью 1 кг/час озона O₃ представляет собой кварцевую трубку диаметром 25 мм и длиной 400 мм. Кроме того, простота конструкции при химической и тепловой стойкости материалов, из которых выполнен озонатор, обеспечивает высокую надежность и долговечность предлагаемого озонатора.

Формула изобретения

Озонатор, содержащий кварцевую трубку с двумя входными патрубками для кислородсодержащего газа и патрубком для выхода озона, внешний высоковольтный электрод, устройство охлаждения, отличающийся тем, что трубка разделена на диссоциатор, снабженный внешним высоковольтным электродом, выполненным в виде спирали, и синтезатор, снабженный устройством охлаждения, причем между ними установлена газопроницаемая перегородка из инертного материала с развитой поверхностью и второй патрубок для подачи в зону синтеза озона охлажденного газа, содержащего молекулярный кислород.

Изобретение "ОЗОНАТОР" (Камышанченко Н.В., Маханьков Г.В., Рыжков И.В., Таран А.В., Чеканов Н.А.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога