臭氧发生器制造技术

一种连续臭氧发生器，包括：至少两个电极(1、2)，具有设置在电极之间的电介质，所述电极在其间限定放电间隙(4)；入口端(E)，用于使载有氧气的气体流通直至出口端(S)；由至少两个段(1.1a1、...、1.1b2)构成的至少一个电极(1)，所述至少两个段沿气体的流动方向前后设置；电极的冷却装置(R)；以及电流供给装置(A)，用来在电极间建立电压并且在气体流通的间隙中引起放电；电极(1)的段被分成至少两个电气分离的组(1a、1b)，并且电流供给装置(A)包括分别与段的每个组(1a、1b)相关联的分开的至少两个供电级(PSU1、PSU2)，通过考虑局部臭氧浓度，能量的供应被各级保证，而能量供应优化装置(G1、G2)被提供用来分别控制各供电级(PSU1、PSU2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及连续臭氧发生器，此种臭氧发生器包括：-至少两个电极，具有放置在电极之间的电介质，电极在其间定义放电间隙，-入口端，用于使载有氧气的气体在间隙中从入口端流通直至出口端，-由至少两段构成的至少一个电极，这些段沿气体的流动方向前后设置，-发生器的冷却装置，-和电流供给装置，用来在电极间建立电压并在其中气体流通的间隙中引起放电。
技术介绍
这样的发生器通过称作介质阻挡放电(DBD，DielectricBarrierDischarge)的无声放电制造臭氧。已知这种类型的发生器，尤其是根据WO2006/051173及WO2007/014474。在电极间施加的电场在电极间流动的含有氧气的气体中产生放电。冷等离子体在间隙中被点火。等离子体的放电导致氧分子的分解并导致臭氧的形成。点火并维持等离子体的能量由连接到电极的供电单元供应。在多种发生器中，电极与电介质根据管状结构设放置，且气体穿过一个或多个管内部的环形间隙流动。JP53-96988展示了所讨论类型的连续臭氧发生器，该臭氧发生器中，电极段被分成至少两个电分离的组，其中一组更靠近气体的入口，另一组更靠近出口，且电流供给装置包括分别与段的每个组相关联的至少两个分开的供电级。独立于用于电极的特定几何形状，气体依照连续气流穿过间隙流动，且发生器被设计为使气体的停留时间足够用来在出口获得所期望的臭氧浓度，这意味着入口与出口之间气体路线的足够长度。臭氧的制造消耗能量，且本专利技术的一个目的为通过提高发生器的效率缩减该能量消耗，以便用等量的能量制造更多的臭氧，或对于预定的臭氧量缩减能量消耗。臭氧，除了在发生器中之外也存在于自然中，臭氧具有自己再化合或衰退成氧分子的趋势。发生器中出现的放电可以加速此衰退。此衰退取决于臭氧浓度，且在臭氧浓度增长时增长。由此得出结论，对于给定类型的臭氧发生器，存在如下臭氧浓度：对于此浓度，臭氧的制造与破坏相等。因此，用臭氧发生器可以得到的最大臭氧浓度与此臭氧发生器相对应。因此开发能够在高臭氧浓度下运行的发生器对于工业很有益。臭氧发生器的运行点通常是以下两点的折衷方案：1/能量产率，对于该产率，适于在低臭氧浓度下运行，且2/供给气体的成本和投资成本，对于这两种成本，优选地缩减供给气体量并因而增大臭氧浓度。另一个影响投资成本的因素在于臭氧发生器的尺寸。对于预定的制造容量，能量效率的改进允许减小发生器的尺寸。
技术实现思路
本专利技术的目的，尤其是提供结合了高能量效率和高臭氧浓度的良好折衷。本专利技术通过作用于将能量供应到系统的方式，保证臭氧发生器的效率优化。根据本专利技术，前文定义种类的臭氧发生器，其特征在于，该臭氧发生器包括能量供应优化装置，该能量供应优化装置被提供用来分别控制各供电级并且用来通过能够作用于电源的功率和/或电压和/或电流和/或频率和/或波形和/或，在脉冲电源的情况下，作用于占空比，来利用不同的局部臭氧浓度。有利地，各供电级由独立电能源构成。由段的至少两个组构成的电极被实现为相同尺寸的两个部分，电极的两个组包括相同数量的段，并且该发生器包括用于各组的独立电能源。优选地，对于由与段的两个组相关联的两个能量源供应的总功率P1+P2，当生产水平相对较低时，由与较高臭氧浓度相关联的第二源供应的功率P2大于另一源的功率P1，而对于较高生产水平，由与较低臭氧浓度相关联的源供应的功率P1变为大于所供应总功率的一半。对于其他实施方式，功率P1与P2之间的关系可以是不同的。本发生器可以包括箱，箱在其两端是封闭的，该箱包括构成外电极的平行管，而内电极被设置在每个管中，至少一个电极是由沿气体的流动方向前后设置的多个管状段构成的。有利地，管状段被绝缘切口分成电分离的两个组，组的不同集合即一方面是1.1a、…1.na及另一方面是1.1b、…1.nb，电气并联，从而形成两个组1a、1b，电流供给装置包括两个分开的供电源。各内电极可以包括被分成电分离的两个组的四个管状段。当然，电极的段的数量可以不同于四个。本专利技术适于在臭氧发生器中入口与出口之间的气体路线具有较大长度的任意臭氧发生器。这对于所有连续工作的臭氧发生器都是如此。在这样的发生器中，气体的化学成分随着气体在发生器中前进而改变，臭氧浓度从入口向出口增大。对于各供电级，本专利技术允许根据臭氧浓度为臭氧生产选择最优参数。两个或更多独立供电源的使用允许：独立地控制能量被供应到发生器的位于入口与出口之间的不同段的方式，同时顾及所考虑段中的平均臭氧浓度。在相继的各段中，平均臭氧浓度对比上一个段的平均臭氧浓度提高，电能量被供应到此段的方式因此被优化。向发生器的不同段供应能量的理想组合，通常取决于发生器的运行点，也就是说取决于出口处的臭氧浓度及生产产量。使用独立的供给源，或使用以独立方式控制的供给级，可以对于给定的运行点优化能量被供应的方式。发生器的效率可以在任何运行条件下被调整并优化。向系统供应能量的优化可以通过作用于功率、电压、电流、频率、波形以及、在脉冲电源的情况下，作用于占空比或操作周期来获得。这些参数不必彼此独立，但每个参数对臭氧生产过程产生特定影响。使每个参数适于局部臭氧浓度是有利的，但鉴于实用原因，考虑这些参数中的一个或这些参数中的一些参数的组合更为简单。最合适的选择取决于臭氧发生器的细节且特别地，取决于其电源。尽管如此，在多数情况下，发生器的各段将在不同能量密度、和/或频率、和/或电压、和/或波形和/或占空比下运行。发生器因此可以有效率地运行，且对于给定臭氧浓度，臭氧的生产量可以被提高。附图说明除了上述设置，本专利技术还包括一些其他设置，下文关于参照附图描述但绝非限定的实施例更详细描述这些设置。在附图中：图1-4是根据本专利技术的臭氧发生器的简化示意图。图5是根据本专利技术的具有管状电极的臭氧发生器的纵轴剖面图。图6示出，对于在出口处的臭氧浓度按重量计为10％，能量效率根据臭氧产生的变化，能量效率以百分比在纵坐标记入，臭氧产生表示为kg/h在横坐标记入。图7与图6相似的为在出口处的臭氧浓度按重量计为13％的情况下的图，且图8示出，在出口处的臭氧浓度按重量计为10％及13％的情况下，由两个源供应的能量根据能量产生的分配，能量分配表示为百分比在纵坐标记入，臭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续臭氧发生器，包括：‑至少两个电极(1、2)，具有设置在电极之间的电介质(3)，电极在其间限定放电间隙(4)，‑入口端(E)，用于使载有氧气的气体在间隙中流通直至出口端(S)，‑由至少两个段构成的至少一个电极(1)，所述至少两个段沿气体的流动方向前后设置，‑发生器的冷却装置，‑以及电流供给装置(A)，用来在电极间建立电压并且在气体流通的间隙中引起放电，电极的段被分成至少两个电气分离的组(1a、1b)，其中一组更靠近气体的入口，另一组更靠近出口，并且电流供给装置(A)包括分别与段的每个组(1a、1b)相关联的分开的至少两个供电级(PSU1、PSU2)，其特征在于，该连续臭氧发生器包括能量供应优化装置(G1、G2)，该能量供应优化装置被提供用来分别控制各供电级(PSU1、PSU2)并且用来通过能够作用于电源的功率和/或电压和/或电流和/或频率和/或波形和/或，在脉冲电源的情况下，作用于占空比，来利用不同的局部臭氧浓度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.04 FR 13596581.一种连续臭氧发生器，包括：
-至少两个电极(1、2)，具有设置在电极之间的电介质(3)，
电极在其间限定放电间隙(4)，
-入口端(E)，用于使载有氧气的气体在间隙中流通直至出口端(S)，
-由至少两个段构成的至少一个电极(1)，所述至少两个段沿气
体的流动方向前后设置，
-发生器的冷却装置，
-以及电流供给装置(A)，用来在电极间建立电压并且在气体流
通的间隙中引起放电，
电极的段被分成至少两个电气分离的组(1a、1b)，其中一组更
靠近气体的入口，另一组更靠近出口，并且电流供给装置(A)包括
分别与段的每个组(1a、1b)相关联的分开的至少两个供电级(PSU1、
PSU2)，
其特征在于，该连续臭氧发生器包括能量供应优化装置(G1、G2)，
该能量供应优化装置被提供用来分别控制各供电级(PSU1、PSU2)
并且用来通过能够作用于电源的功率和/或电压和/或电流和/或频率和
/或波形和/或，在脉冲电源的情况下，作用于占空比，来利用不同的
局部臭氧浓度。
2.根据权利要求1所述的发生器，其特征在于，各供电级由独立
的电能源(PSU1、PSU2)构成。
3.根据上述权利要求中任一项所述的发生器，其特征在于，由段
的至少两个组构成的电极(1)被实现为相同尺寸的两个部分，电极(1)
的两个组(1a、1b)包括相...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·拉蒙诺，S·赛林，M·米勒，
申请(专利权)人：得利满技术股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH