專利名稱：臭氧發(fā)生器單元中的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于提高在封閉的臭氧發(fā)生器單元中的臭氧氣體的產(chǎn)量的方法和裝置，其中氧氣通過交流電轉(zhuǎn)換為臭氧氣體并且在氧氣進(jìn)入臭氧發(fā)生器單元之前對氧氣基本上加壓。
背景技術(shù)：
在許多工業(yè)應(yīng)用中不斷增加臭氧氣體的使用，不僅在淡水或廢水處理中用于破壞或清除有機(jī)物質(zhì)，而且在造紙行業(yè)中用于漂白的目的。
對臭氧的需求正快速、穩(wěn)定地增長。
在氧氣或富氧氣體混合物中通過所謂的暗或冷電流放電(“無聲放電電暈”)產(chǎn)生臭氧。
上文所指的類型的臭氧發(fā)生器單元在WO 9701507中示出并描述。該單元主要由兩個(gè)陶瓷極板和在兩個(gè)極板之間的包圍的且氣密封的空間中的金屬電極組成。氧氣(O2)輸送到這個(gè)空間并在其中通過施加到電極的交流電轉(zhuǎn)換為臭氧(O3)。
另一種公知的臭氧發(fā)生器單元在WO 0220398中示出，其中氧氣在進(jìn)入該單元之前被加壓。
雖然這些臭氧發(fā)生器單元的產(chǎn)量比常規(guī)的臭氧發(fā)生器單元的產(chǎn)量高得多，但是仍然希望在這些(和其它的)方面有改進(jìn)。
因此，本發(fā)明的主要目的是增加發(fā)生器單元的臭氧氣體的產(chǎn)量，并且在發(fā)生器單元暴露到外部壓力中時(shí)也能夠防止它的膨脹或爆炸。
發(fā)明概述根據(jù)實(shí)現(xiàn)的發(fā)明該發(fā)生器單元暴露在基本等于或高于氧氣的壓力的外部壓力中。
氧氣的進(jìn)口壓力高達(dá)20巴，優(yōu)選在大約1.5-3巴。
發(fā)生器單元可以浸入在作為冷卻液體并作為第二極的水中，在該單元內(nèi)的金屬電極是第一電極。在這種實(shí)用的設(shè)計(jì)中水的壓力等于或高于氧氣的壓力。
根據(jù)先前公知的技術(shù)的封閉的臭氧發(fā)生器單元可以包括形成包含金屬電極的封閉的空間的兩個(gè)陶瓷極板，給金屬電極輸送交流電以將所輸送的氧氣轉(zhuǎn)換為臭氧。為了在組裝和服務(wù)方面獲得實(shí)用的且便于管理的設(shè)計(jì)， 幾個(gè)這種臭氧發(fā)生器單元(例如6個(gè)單元)疊加到臭氧發(fā)生器組件。通過浸入作為冷卻液體和作為第二極的水，這種組件可以暴露在基本等于或高于在每個(gè)臭氧發(fā)生器單元中的氧氣的壓力的外部壓力，在每個(gè)臭氧發(fā)生器單元內(nèi)的電極是第一極并且水具有所說的外部壓力。
為了保持臭氧發(fā)生器單元的疊加在一起并允許氧氣、臭氧氣體和電向單個(gè)臭氧發(fā)生器單元的傳送和從其中傳送出，臭氧發(fā)生器組件在臭氧發(fā)生器單元的連接端部上可以具有安裝桿件，所說的安裝桿件具有分別用于氧氣、臭氧氣體和電的連接以進(jìn)一步傳送到單個(gè)臭氧發(fā)生器單元和從其中傳送出。
臭氧發(fā)生器組件的封閉的容器優(yōu)選用于加壓的水。
在實(shí)用的情況下在容器中設(shè)置四個(gè)臭氧發(fā)生器單元。
另一種當(dāng)前的普通技術(shù)是在較大的氣體壓力容器中產(chǎn)生臭氧，這意味著昂貴的容器認(rèn)證。
通過根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置，封閉的氣體體積減小到小于總的容器體積的5％，由此該容器可以作為具有更低的安全規(guī)則的壓力水容器認(rèn)證。
附圖概述下文參考附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中附

圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的臭氧發(fā)生器組件的透視圖，附圖2所示為更小規(guī)模的臭氧發(fā)生器組件的頂視圖，附圖3所示為在普通的容器中的四個(gè)臭氧發(fā)生器組件的結(jié)構(gòu)，和附圖4所示為在容器中這四個(gè)臭氧發(fā)生器組件中的一個(gè)。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述在四幅圖中示出的臭氧發(fā)生器組件1具有作為它的基本構(gòu)造塊的多個(gè)臭氧發(fā)生器單元2，在所示的實(shí)例中六個(gè)單元。這些臭氧發(fā)生器單元2中的每個(gè)單元優(yōu)選具有如在WO 970507中所示的結(jié)構(gòu)，其中優(yōu)選以網(wǎng)狀的形式在極板之間的包圍的且氣密封的空間中具有兩個(gè)外部陶瓷極板。在所說的空間中可以提供用于實(shí)現(xiàn)允許氧氣進(jìn)入該空間的纏繞的通路的裝置。
例如六個(gè)單元2的組件通過疊加單元形成，優(yōu)選在每個(gè)角落具有墊圈3，以便在兩個(gè)相鄰的單元之間提供一距離。這些墊圈3由惰性材料制成，例如陶瓷材料或玻璃，并且膠粘到臭氧發(fā)生器單元2的陶瓷極板上。
安裝桿件4可以提供在它的連接端上的臭氧發(fā)生器單元2的任一側(cè)上并且通過連接兩個(gè)安裝桿件的螺釘5夾在適當(dāng)?shù)奈恢??？商鎿Q地，可以使用粘接。
在安裝桿件4的頂部可以給安裝桿件4提供分別用于氧氣、臭氧氣體和電的連接6、7和8，如附圖2所示。
提供裝置(未示)以用于通過連接6(通過未示的管狀裝置)允許氧氣并行地傳送到不同的臭氧發(fā)生器單元2然后從連接7(通過未示的管狀裝置)將在該單元中產(chǎn)生的臭氧氣體輸送走。此外，提供裝置(未示)以用于實(shí)現(xiàn)從通過電纜(未示)將電輸送到其中的連接8到每個(gè)單元2中的電極的內(nèi)部電輸送。
如WO 9701507中更加詳細(xì)地描述，在單元的金屬電極連接到交流電并且每個(gè)單元的外部接地時(shí)，臭氧氣體(O3)從在每個(gè)臭氧發(fā)生器單元2中的氧氣(O2)中形成。電壓可以是在大約2-6kV或者更高，頻率為2-100kHz，優(yōu)選為20kHz。接地優(yōu)選通過使發(fā)生器單元2外部金屬化并將它們浸入在冷卻液體(優(yōu)選為水)中實(shí)現(xiàn)。
如果每個(gè)單元2具有160毫米的幅度的長度和15毫米的幅度的寬度，它的產(chǎn)量可以是大約20g/h。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)基本上通過增加輸送送到每個(gè)臭氧發(fā)生器單元2的氧氣的進(jìn)口壓力例如高達(dá)20巴的范圍但優(yōu)選高達(dá)1.5-3巴可以極大地提高該過程的產(chǎn)量。在實(shí)用的情況下進(jìn)口壓力增加到2.5-3巴，這使產(chǎn)量加倍，即從大約20g/h到40g/h。
在每個(gè)臭氧發(fā)生器單元2中的內(nèi)部壓力的增加可能導(dǎo)致它的極板朝外膨脹并最終使該單元爆炸。為了消除這種缺陷，根據(jù)本發(fā)明，提出了將臭氧發(fā)生器組件1浸在加壓的冷卻介質(zhì)比如水中，該水也用作第二極或每個(gè)單元2的地，并可以對它的外部進(jìn)行金屬化。
附圖3和4中所示多個(gè)臭氧發(fā)生器組件1設(shè)置在封閉的容器9中，該容器的蓋子沒有示出。對于到每個(gè)臭氧發(fā)生器組件1的電連接，用于電纜的陶瓷管可以通過蓋子在組件的安裝桿件4之間沿伸(以密封的方式)。
如附圖3所示，在每個(gè)容器9中的組件1的數(shù)量可以是四，但任何其它的數(shù)量也是可以的。容器9具有用于使冷卻液體(比如水等)到容器9的內(nèi)部的輸送和排出的連接10。
水壓(如果選擇水作為冷卻液體的話)優(yōu)選等于或高于輸送到每個(gè)臭氧發(fā)生器單元2的氧氣的壓力。
控制氣體、水和交流電的系統(tǒng)沒有詳細(xì)地示出或描述。然而，加壓的水從單獨(dú)的容器中放出或者可以來自普通的水系統(tǒng)，在該容器中通過在隔膜上的加壓的氣體對水加壓，該水壓通過例如電磁閥調(diào)節(jié)，正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知。
通過這種過程在水中產(chǎn)生的熱量可以在板式換熱器等中被提出并隨后利用。
有利的是給臭氧發(fā)生器單元2的暴露的表面提供鋁箔或銀層。
權(quán)利要求
1.一種提高在封閉的臭氧發(fā)生器單元(2)中的臭氧氣體的產(chǎn)量的方法，其中通過交流電使氧氣轉(zhuǎn)換為臭氧氣體，在氧氣進(jìn)入到臭氧發(fā)生器單元(2)之前對它基本上加壓，其特征在于發(fā)生器單元(2)暴露在基本等于或高于氧氣的壓力的外部壓力中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于氧氣的進(jìn)口壓力高達(dá)20巴，優(yōu)選為大約1.5-3巴。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中發(fā)生器單元(2)浸入在作為冷卻液體并作為第二極的水中，在該單元內(nèi)的金屬電極是第一極，其特征在于水具有等于或高于氧氣的壓力的壓力。
4.一種提高在封閉的臭氧發(fā)生器單元(2)中的臭氧氣體的產(chǎn)量的裝置，其包括形成包含金屬電極的封閉的空間的兩個(gè)陶瓷極板，給金屬電極輸送交流電以將所輸送的氧氣轉(zhuǎn)換為臭氧，在氧氣進(jìn)入到臭氧發(fā)生器單元(2)之前對它基本上加壓，其特征在于發(fā)生器單元(2)設(shè)置在用于具有等于或高于氧氣的壓力的壓力水的容器(9)中，該水作為冷卻液體并作為第二極，在臭氧發(fā)生器單元(2)內(nèi)的電極是第一電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于氧氣的進(jìn)口壓力高達(dá)20巴，優(yōu)選為大約1.5-3巴。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于幾個(gè)臭氧發(fā)生器單元(2)例如6個(gè)單元疊加到臭氧發(fā)生器組件(1)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于臭氧發(fā)生器組件(1)在臭氧發(fā)生器單元(2)的連接端部上具有安裝桿件(4)，并且該安裝桿件(4)具有分別用于氧氣、臭氧氣體和電的連接(6，7，8)以進(jìn)一步在單個(gè)臭氧發(fā)生器單元(2)之間來回傳送。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于臭氧發(fā)生器組件(1)設(shè)置在壓力水的密封容器(9)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于多個(gè)例如四個(gè)臭氧發(fā)生器組件(1)設(shè)置在容器(9)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于通過控制系統(tǒng)保持在容器(9)中的水壓恒定。
全文摘要
在封閉的臭氧發(fā)生器單元(2)中通過交流電使氧氣轉(zhuǎn)換為臭氧氣體，在氧氣進(jìn)入單元(2)之前對它基本上加壓。該單元暴露在基本等于或高于氧氣的壓力的外部壓力中。
文檔編號C01B13/11GK1642852SQ03807489
公開日2005年7月20日 申請日期2003年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月5日
發(fā)明者揚(yáng)·阿萊馬克 申請人:瓦特雷拉股份公司