[发明专利]臭氧发生器

说明书

参考相关申请

本申请要求享有提交于2005年8月3日的国际专利申请PCT/CH2005/000458的优先权，其内容同时包括在本申请中。

技术领域

根据权利要求1的前序，本发明涉及一种臭氧发生器，其包括两个电极和布置在它们之间的电介质层。

背景技术

根据专利DE3220018C2已知的臭氧发生器，其包括两个管状电极和布置在它们之间的电介质层，如此布置以致在它们之间形成了作为臭氧化间隙的间隙，通过该间隙可以运送含氧气体。臭氧化间隙的间隙宽度在进口端小于出口端。电介质的电容可以在含氧气体的流动方向上变小。

本发明的目的是创建具有优良效率的臭氧发生器。意味着将要创建的臭氧发生器，其对于每份被施加的能量产生了高量的臭氧。

通过具有权利要求1的特征的臭氧发生器解决该目的。

在本发明的臭氧发生器中，以在电介质层和电极中的一个之间形成通过其可以运送含氧气体的臭氧化间隙的方式布置两个电极和电介质层。电介质层的电介质电容(dielectric capacity)在气体的流动方向变小。作为选择或者此外，电介质层的层厚可以变大。臭氧化间隙的间隙宽度在进口端大于出口端。臭氧化间隙的间隙宽度优选在气体流动方向连续或者离散地变大。当然，间隙宽度也可以在特定区域离散地变大并且在其它区域连续变大。例如，可以通过一个或者两个电极的类似阶梯的设计达成臭氧化间隙的离散放大。

对于较小的臭氧浓度，臭氧发生的效率基本上是不依赖温度的。另一方面，对于较大的臭氧浓度，效率随着增加温度而降低。将能量提供到所谓的放电通道中导致局部的、瞬间的温度过高。通过在含氧气体的流动方向上设置功率输入可以影响该温度过高。

通过臭氧发生器吸收的功率P(以千瓦计)由下面的公式得出：

P=4fCD11+βUmin(Upeak-Umin)]]>

其中U_peak为所谓的峰值电压或者所施加的电压的峰值(单位：伏特)，U_min表示所谓的点火电压或者最小电压，达到该最小电压之后，臭氧发生器处于稳定状态并且在施加交流电压的整个半周期发生微放电，f为所施加的电压频率(单位：赫兹)，C_D为电介质电容，β为C_G/C_D的商而C_G为气隙或者臭氧化间隙电容。特别是在部分载荷操作中，可能出现并非整个电介质层都有效。可以通过将前面提到的公式乘以常数α来考虑这种现象，其中α考虑到微放电的表面覆盖或电介质层每份电介质层表面的微放电的堆积密度。通过常数α可以考虑到，相对于每单位电介质层面积微放电量的电介质表面的有效覆盖。

气隙电容和电介质电容Cg/Cd的商也称为阻尼。高电介质电容或者低阻尼导致较强较少的微放电以及低表面覆盖或者每份电介质表面的微放电的堆积密度α。在保持基本相同的功率输出P处，于恒定气隙电容下降低电介质电容导致了较高的阻尼β和较大的堆积密度α。相应地，电介质电容的减小导致臭氧发生器吸收功率的减少。臭氧化间隙中的温度取决于功率，正如上面所指出的那样，由此在高臭氧浓度下效率降低，也就是特别是在臭氧发生器的出口端。

因此，为了提高效率，建议从臭氧发生器的进口端到出口端减小电介质电容。通过从进口端到出口端增加电介质层的厚度也可以获得一致的效果。如果进口端侧比出口端侧的功率消耗高，将提高臭氧发生器的效率。