[go: up one dir, main page]

RU2289542C2 - Ozonizer - Google Patents

Ozonizer Download PDF

Info

Publication number
RU2289542C2
RU2289542C2 RU2005101557/15A RU2005101557A RU2289542C2 RU 2289542 C2 RU2289542 C2 RU 2289542C2 RU 2005101557/15 A RU2005101557/15 A RU 2005101557/15A RU 2005101557 A RU2005101557 A RU 2005101557A RU 2289542 C2 RU2289542 C2 RU 2289542C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dielectric plate
voltage
electrode
voltage electrode
ozonizer
Prior art date
Application number
RU2005101557/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005101557A (en
Inventor
Александр Николаевич Бабицкий (RU)
Александр Николаевич Бабицкий
ев Борис Афанасьевич Бел (RU)
Борис Афанасьевич Беляев
Александр Александрович Лексиков (RU)
Александр Александрович Лексиков
Original Assignee
Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН filed Critical Институт физики им. Л.В. Киренского Сибирского отделения РАН
Priority to RU2005101557/15A priority Critical patent/RU2289542C2/en
Publication of RU2005101557A publication Critical patent/RU2005101557A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2289542C2 publication Critical patent/RU2289542C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)

Abstract

FIELD: production of ozone.
SUBSTANCE: the invention is pertaining to the devices for production of ozone. The ozonizer includes the body, the earthed electrode and the high-voltage electrode, the chiller, the dielectric plate, which edges are protruding beyond the limits of the high-voltage electrode. The foundation of the body fulfill the function of the earthed electrode, on the surface of which there is the dielectric plate. The dielectric plate is preliminary metallized from the both sides and is subjected to pickling on the one side for formation of the high-voltage electrode directly on the upper surface of the dielectric plate. The invention ensures simplification of the design and maintenance, the increase of reliability.
EFFECT: the invention ensures simplification of the design and maintenance, the increase of reliability.
3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для получения озона. Известен озонатор [Пат. России №2077154, кл. C 01 B 13/11, Бюл. №10 от 10.04.97], содержащий пакет прямоугольных металлических высоковольтных и низковольтных плоских электродов, разделенных прямоугольными диэлектрическими пластинами, причем высоковольтные электроды выполнены в виде гофрированных прямоугольных пластин, имеющих по краям на гребнях гофра выступы для создания зазора между электродами и диэлектрической пластиной. Недостатком такой конструкции является то, что электроды плохо охлаждаются, что приводит к перегреву в зоне разряда, снижающему выход озона. Кроме того, неравномерный нагрев диэлектрических пластин способен вызвать их разрушение и выход озонатора из строя, а сложность конструкции затрудняет ремонт и обслуживание.The invention relates to devices for producing ozone. Known ozonizer [Pat. Russia No. 2077154, class C 01 B 13/11, Bull. No. 10 of 04/10/97], containing a package of rectangular metal high-voltage and low-voltage flat electrodes separated by rectangular dielectric plates, the high-voltage electrodes being made in the form of corrugated rectangular plates having protrusions along the edges of the corrugations of the corrugations to create a gap between the electrodes and the dielectric plate. The disadvantage of this design is that the electrodes are poorly cooled, which leads to overheating in the discharge zone, which reduces the ozone output. In addition, uneven heating of the dielectric plates can cause their destruction and failure of the ozonizer, and the complexity of the design makes repair and maintenance difficult.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков аналогом является пластинчатый озонатор [Пат. России №2147010, кл. С 01 В 13/11, Бюл. №9 от 27.03.2000 (прототип)], выполненный из нескольких разрядных элементов, каждый из которых состоит из двух диэлектрических пластин, охлаждаемых заземленных и высоковольтных электродов, имеющих центральные отверстия, и размещенных в герметичном корпусе, имеющем форму параллелепипеда. Корпус разделен изоляционной пластиной на два отсека, причем в нижнем отсеке расположены в одной горизонтальной плоскости разрядные элементы, а верхний отсек является общим озоносборником, при этом озонатор имеет два общих для всех разрядных элементов плоских охладителя, один из которых обеспечивает отвод тепла от низковольтных электродов и расположен на внешней стороне основания корпуса, а другой - от высоковольтных электродов, причем последний имеет втулки, соосные с центральными отверстиями высоковольтных электродов, через которые пропущены трубки, соединяющие нижний и верхний отсеки, причем количество втулок равно количеству разрядных элементов. Надежность такого озонатора существенно выше, чем у первого аналога благодаря эффективному охлаждению электродов. Однако он имеет довольно сложную конструкцию, состоящую из большого числа деталей, требующих высокой точности исполнения. При его разборке трудно избежать попадания остатков охлаждающей жидкости из верхнего охладителя на разрядные элементы, что требует его последующего качественного просушивания, а также снижает надежность работы.The closest in the aggregate of essential features analogue is a plate ozonator [Pat. Russia No. 2147010, cl. C 01 B 13/11, Bull. No. 9 dated 03/27/2000 (prototype)], made of several discharge elements, each of which consists of two dielectric plates cooled by grounded and high-voltage electrodes having central holes and placed in a sealed parallelepiped-shaped housing. The casing is divided by an insulating plate into two compartments, with discharge elements located in the same horizontal plane and the upper compartment being a common ozone collector, while the ozonizer has two flat coolers common to all discharge elements, one of which provides heat removal from low-voltage electrodes and located on the outside of the base of the housing, and the other from the high-voltage electrodes, the latter having bushings coaxial with the central holes of the high-voltage electrodes through which missed tubes connecting the lower and upper compartments, and the number of sleeves is equal to the number of discharge elements. The reliability of such an ozonizer is significantly higher than that of the first analogue due to the effective cooling of the electrodes. However, it has a rather complicated design, consisting of a large number of parts requiring high precision performance. When disassembling it, it is difficult to avoid getting coolant residues from the upper cooler onto the discharge elements, which requires its subsequent high-quality drying, and also reduces the reliability of operation.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, облегчение обслуживания и повышение надежности.The technical result of the invention is to simplify the design, facilitate maintenance and increase reliability.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в озонаторе, состоящем из корпуса, заземленного и высоковольтного электродов, охладителя, диэлектрической пластины, края которой выступают за пределы высоковольтного электрода, новым является то, что основание корпуса выполняет функцию заземленного электрода, на поверхности которого размещена диэлектрическая пластина, предварительно металлизированная с двух сторон и подвергнутая травлению с одной стороны для образования высоковольтного электрода непосредственно на верхней поверхности диэлектрической пластины.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the ozonizer, consisting of a body, a grounded and high voltage electrodes, a cooler, a dielectric plate, the edges of which extend beyond the high voltage electrode, it is new that the base of the body performs the function of a grounded electrode, on the surface of which a dielectric plate is placed, pre-metallized on both sides and etched on one side to form a high-voltage electrode indirectly on the upper surface of the dielectric plate.

Отличия заявляемого устройства от наиболее близкого аналога заключаются в том, что его разрядный элемент состоит из одной диэлектрической пластины, имеет один охладитель, основание корпуса выполняет функцию заземленного электрода, а высоковольтный электрод выполнен в виде планарного проводника непосредственно на поверхности диэлектрической пластины, разделяющей его с заземленным электродом, травлением предварительно нанесенной металлизации.The differences of the claimed device from the closest analogue are that its discharge element consists of one dielectric plate, has one cooler, the base of the body acts as a grounded electrode, and the high-voltage electrode is made in the form of a planar conductor directly on the surface of the dielectric plate that separates it from the grounded electrode, etching previously applied metallization.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображена конструкция заявляемого озонатора (Фиг.1), разрядник в разрезе (Фиг.2) и топология высоковольтного электрода разрядника в конкретном выполнении озонатора (Фиг.3).The invention is illustrated by drawings, which depict the design of the inventive ozonizer (Figure 1), the arrester in section (Figure 2) and the topology of the high-voltage electrode of the arrester in a specific implementation of the ozonizer (Figure 3).

Заявляемый озонатор состоит из корпуса 1 (Фиг.1), к основанию которого 2 с внешней стороны прикреплен охладитель 3, а с внутренней - диэлектрическая пластина 4 разрядника (разрядного элемента), при этом основание 2 выполняет функцию заземленного электрода, а планарный высоковольтный электрод 5 выполнен непосредственно на верхней поверхности диэлектрической пластины, причем края диэлектрической пластины должны выступать за пределы высоковольтного электрода. Штуцеры 6 и 7 служат для ввода и вывода охлаждающей жидкости, а штуцеры 8 и 9 для ввода воздуха (кислорода) и вывода воздушно-озоновой (кислородно-озоновой) смеси.The inventive ozonizer consists of a housing 1 (Fig. 1), to the base of which 2 a cooler 3 is attached on the outside and a dielectric plate 4 of a spark gap (discharge element) on the inside, the base 2 acting as a grounded electrode, and the planar high-voltage electrode 5 made directly on the upper surface of the dielectric plate, and the edges of the dielectric plate should protrude beyond the high-voltage electrode. The fittings 6 and 7 are used to enter and exit the coolant, and the fittings 8 and 9 are used to introduce air (oxygen) and the output of the air-ozone (oxygen-ozone) mixture.

Озонатор работает следующим образом.The ozonizer works as follows.

Электроды озонатора 3 и 4 подключаются к источнику высоковольтного высокочастотного напряжения (к вторичной обмотке высоковольтного высокочастотного трансформатора, либо в цепь колебательного контура как электроды конденсатора, образованного ими совместно с диэлектрической пластиной, как, например, в Пат. России №2090495, кл. С 01 В 13/11, G 05 D 27/00 Бюл. №26 от 20.09.97, и т.п.), достаточного для поджигания барьерного разряда по краям высоковольтного электрода. Образующийся в зоне разряда озон выводится продуванием воздуха (или кислорода) через корпус.Ozonator electrodes 3 and 4 are connected to a source of high-voltage high-frequency voltage (to the secondary winding of a high-voltage high-frequency transformer, or to the oscillating circuit as electrodes of a capacitor formed by them together with a dielectric plate, as, for example, in Pat. Russia No. 2090495, class C 01 In 13/11, G 05 D 27/00 Bull. No. 26 of 09/20/97, etc.), sufficient to ignite a barrier discharge at the edges of a high-voltage electrode. Ozone formed in the discharge zone is discharged by blowing air (or oxygen) through the housing.

Фиг.2 поясняет принцип работы разрядника озонатора. Электроды разрядника образуют плоский конденсатор. При подаче напряжения на высоковольтный электрод, выполненный, например, по планарной технологии (аналогичной используемой при производстве печатных плат или микрополосковых устройств), электрическое поле, создаваемое вне диэлектрика, имеет максимум напряженности вблизи краев высоковольтного электрода (силовые поля показаны стрелками на Фиг.2), где и образуется барьерный разряд.Figure 2 explains the principle of operation of the ozonizer discharger. The spark gap electrodes form a flat capacitor. When applying voltage to a high-voltage electrode, made, for example, according to planar technology (similar to that used in the manufacture of printed circuit boards or microstrip devices), the electric field created outside the dielectric has a maximum voltage near the edges of the high-voltage electrode (force fields are shown by arrows in Figure 2) , where a barrier discharge is formed.

Форма высоковольтного электрода может быть любой, однако следует иметь в виду, что чем длиннее контур фигуры, описывающей его форму, тем больше объем зоны разряда, а следовательно, и производительность разрядника по озону. Кроме того, для снижения рабочего напряжения на электродах разрядника и равномерного распределения зоны разряда по контуру высоковольтного электрода можно контур электрода выполнить зигзагообразным, так как, очевидно, что на остриях зигзагов возникнут эксцессы напряженности электрического поля. Для защиты высоковольтного электрода от коррозии можно нанести на него пленку моноокиси кремния испарением в вакууме.The shape of the high-voltage electrode can be any, but it should be borne in mind that the longer the outline of the figure describing its shape, the greater the volume of the discharge zone, and therefore the performance of the ozone discharger. In addition, in order to reduce the operating voltage at the spark gap electrodes and to uniformly distribute the discharge zone along the high-voltage electrode circuit, the electrode circuit can be made in a zigzag fashion, since, obviously, excesses of the electric field intensity will occur on the zigzag edges. To protect the high voltage electrode from corrosion, a silicon monoxide film can be applied to it by evaporation in vacuum.

На Фиг.3 приведена в качестве примера топология высоковольтного электрода разрядника конкретного выполнения озонатора. В качестве диэлектрической пластины использовалась стандартная поликоровая (материал на основе окиси алюминия) подложка размерами 60×48 мм, толщиной 1 мм, металлизированная с обеих сторон вакуумным напылением меди, используемая для изготовления микрополосковых устройств. На одной из сторон подложки травлением в хлорном железе был выполнен высоковольтный электрод, топология которого приведена на Фиг.3. Стороной со сплошной металлизацией подложка монтировалась на основание корпуса, выполняющего функцию заземленного электрода, а в данном конкретном случае еще и охладителя. На высоковольтный электрод подавалось напряжение 2.5 кВ на частоте 400 кГц. При потребляемой мощности 30 Вт производительность устройства по озону составила 2.5 Г/час. Если необходимо увеличить выход озона, можно включить несколько устройств заявляемой конструкции как параллельно, так и последовательно.Figure 3 shows as an example the topology of the high-voltage electrode of the spark gap of a particular implementation of the ozonizer. As the dielectric plate, we used a standard polycor (material based on alumina) substrate 60 × 48 mm in size, 1 mm thick, metallized on both sides by vacuum deposition of copper, used for the manufacture of microstrip devices. On one side of the substrate, a high-voltage electrode was made by etching in ferric chloride, the topology of which is shown in FIG. 3. The side with solid metallization, the substrate was mounted on the base of the housing, which performs the function of a grounded electrode, and in this particular case, also a cooler. A voltage of 2.5 kV was applied to the high-voltage electrode at a frequency of 400 kHz. With a power consumption of 30 W, the ozone productivity of the device was 2.5 G / h. If you want to increase the output of ozone, you can turn on several devices of the claimed design both in parallel and in series.

В качестве охладителя можно использовать радиатор конвекционного типа, аналогичный используемым для охлаждения транзисторов.As a cooler, you can use a convection-type radiator similar to that used for cooling transistors.

Предложенная конструкция озонатора очень проста в обслуживании. Для проведения ремонтно-профилактических работ достаточно снять верхнюю часть корпуса озонатора 1 (Фиг.1).The proposed design of the ozonizer is very easy to maintain. To carry out repair work, it is enough to remove the upper part of the body of the ozonizer 1 (Figure 1).

Claims (1)

Озонатор, включающий корпус, заземленный и высоковольтный электроды, охладитель, диэлектрическую пластину, края которой выступают за пределы высоковольтного электрода, отличающийся тем, что основание корпуса выполняет функцию заземленного электрода, на поверхности которого размещена диэлектрическая пластина, предварительно металлизированная с двух сторон и подвергнутая травлению с одной стороны для образования высоковольтного электрода непосредственно на верхней поверхности диэлектрической пластины.An ozonizer, comprising a housing, a grounded and high voltage electrodes, a cooler, a dielectric plate, the edges of which extend beyond the high voltage electrode, characterized in that the base of the housing performs the function of a grounded electrode, on the surface of which there is a dielectric plate pre-metallized on both sides and etched with on the one hand, to form a high voltage electrode directly on the upper surface of the dielectric plate.
RU2005101557/15A 2005-01-24 2005-01-24 Ozonizer RU2289542C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005101557/15A RU2289542C2 (en) 2005-01-24 2005-01-24 Ozonizer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005101557/15A RU2289542C2 (en) 2005-01-24 2005-01-24 Ozonizer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005101557A RU2005101557A (en) 2006-07-10
RU2289542C2 true RU2289542C2 (en) 2006-12-20

Family

ID=36830204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005101557/15A RU2289542C2 (en) 2005-01-24 2005-01-24 Ozonizer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2289542C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2147010C1 (en) * 1998-05-06 2000-03-27 ТОО Научно-производственное объединение "Пульсар" Laminated ozonizer
JP2001002404A (en) * 1999-06-18 2001-01-09 Meidensha Corp Ozone generating device
JP2001133388A (en) * 1999-11-01 2001-05-18 Suga Test Instr Co Ltd Ozone weather meter equipped with creeping discharge type ozone generator
EP1314692A1 (en) * 2001-11-22 2003-05-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Ozonizer
RU2233793C2 (en) * 2002-08-16 2004-08-10 Государственное предприятие Научно-исследовательский институт машиностроения Ozone generator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2147010C1 (en) * 1998-05-06 2000-03-27 ТОО Научно-производственное объединение "Пульсар" Laminated ozonizer
JP2001002404A (en) * 1999-06-18 2001-01-09 Meidensha Corp Ozone generating device
JP2001133388A (en) * 1999-11-01 2001-05-18 Suga Test Instr Co Ltd Ozone weather meter equipped with creeping discharge type ozone generator
EP1314692A1 (en) * 2001-11-22 2003-05-28 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Ozonizer
RU2233793C2 (en) * 2002-08-16 2004-08-10 Государственное предприятие Научно-исследовательский институт машиностроения Ozone generator

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005101557A (en) 2006-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI906133B (en) Rf grounding configuration for pedestals
US9788404B2 (en) Apparatus for producing a plasma and hand-held device having the apparatus
TWI768273B (en) A capacitively coupled plasma etching equipment
US4320301A (en) Device for the production of ozone
JP2010536117A (en) Plasma power supply device
US9526161B2 (en) High-frequency power supply device
US4079260A (en) Ozone generator
TW200901832A (en) Plasma processor
EP3494084B1 (en) Ozone generator unit and system
RU2289542C2 (en) Ozonizer
JPH01133902A (en) ozone generator cell
CN1160804C (en) piezoelectric transformer
TWI479540B (en) Substrate processing device
KR100698325B1 (en) Magnetron capacitor
JP4456813B2 (en) Plasma processing equipment
TWI852957B (en) Ion generating devices and electronic equipment
US20230403781A1 (en) Dielectric barrier discharge plasma generator
CN115836026A (en) Ozone generator
CN2870385Y (en) Large-area flat-plate atmospheric pressure radio frequency cold plasma discharge device
KR102531601B1 (en) DBD plasma generator and manufacturing method thereof
JPH02172802A (en) ozone generator
US1504002A (en) Electrostatic condenser
CN113277479A (en) High-purity, high-concentration and miniaturized ozone generator applied to semiconductor
JPH02129977A (en) Gas laser oscillator
SU1300289A1 (en) Method for intensifying heat exchange

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070125