FR2578632A1 - Adjustable-concentration, medium-production ozoniser - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un appareil ozoniseur de moyenne production à concentration réglable.The present invention relates to a medium production ozonator with adjustable concentration.
Les procédés de production d'ozone connus reposent sur le principe de base suivant l'ozone est produit à partir de l'oxygène de l'air ou de l'oxygène pur passant dans un champ d'effluves crée entre deux électrodes mises sous
Haute Tension, lesquelles doivent être séparées par un diélectrique.The known ozone production processes are based on the basic principle that ozone is produced from oxygen in the air or pure oxygen passing through a field of corona created between two electrodes placed under
High Voltage, which must be separated by a dielectric.
Les différences entre les dispositifs résident essentiellement dans la conception de l'élément de production (diélectrique + électrodes) et du système de refroidissement.The differences between the devices lie mainly in the design of the production element (dielectric + electrodes) and the cooling system.
On trouve principalement
- les ozoneurs à éléments de production plans:
Ce sont des appareils, adaptés à des utilisations domestiques, leur exploitation dans de petites applications industrielles necessitrj donc un nombre excessivement important de plaques. Ils sont fragiles, coûteux en investissement et en entretien.We mainly find
- ozonators with flat production elements:
These are devices, suitable for domestic uses, their exploitation in small industrial applications therefore necessitrj an excessively large number of plates. They are fragile, costly in investment and maintenance.
- les ozoneurs à éléments de production tubulaires à refroidissement par l'eau:
Ce sont des appareils très performants, bien adaptés pour de grosses installations mais qui présentent les inconvénients suivants
1) le refroidissement par l'eau est contraignant, cher et confère aux appareils peu ou pas de mobilité.- ozonizers with tubular water-cooled production elements:
These are very efficient devices, well suited for large installations but which have the following disadvantages
1) water cooling is restrictive, expensive and gives the devices little or no mobility.
2) un traitement très poussé du milieu à ozoniser (filtration, surpression, refroidissement et dessication jusqu'à un point de rosée compris entre -50 et -600C) est impératif. Ceci implique une installation encombrante et couveuse tant en investissement qu'en exploitation, peu rentable pour des petites et moyennes productions. 2) very thorough treatment of the medium to be ozonized (filtration, overpressure, cooling and drying to a dew point between -50 and -600C) is imperative. This implies a bulky and incubating installation both in investment and in operation, not very profitable for small and medium productions.
- les ozoneurs à électrodes tubulaires refroidies par le milieu à~ a ozoniser:
Le refroidissement est assuré par le gaz, sec et propre, qui sert à la production d'ozone. D'importants débits sont, de ce fait, indispensables et la concentration en ozone et le rendement s'en trouvent inévitablement diminués, ce qui se traduit par une limitation du champ d'applications.- the ozonizers with tubular electrodes cooled by the medium to be ozonized:
The cooling is ensured by the gas, dry and clean, which is used for the production of ozone. Large flow rates are therefore essential and the ozone concentration and the yield are inevitably reduced, which results in a limitation of the field of applications.
- les ozoneurs å électrodes tubulaires refroidies par un fluide de refroidissement:
Le fluide gazeux de refroidissement est indépendant du milieu à ozoniser. - ozonizers with tubular electrodes cooled by a cooling fluid:
The gaseous cooling fluid is independent of the medium to be ozonized.
fr)
C'est le cas du brevet n0 77 04401 pour lequel le milieu à ozoniser passe dans un noyau présentant des rainures disposées de manière à obtenir un mouvement helicoidal. Mais un nombre important de couches de matériaux différents constituent les électrodes dont la mise en oeuvre est d'une grande complexité.Fr)
This is the case of patent No. 77 04401 for which the medium to be ozonized passes through a core having grooves arranged so as to obtain a helical movement. However, a large number of layers of different materials constitute the electrodes, the implementation of which is very complex.
La présente invention vise à supprimer ces inconvénients.The present invention aims to eliminate these drawbacks.
Elle permet en effet - l'obtention de concentrations en ozone telles qu'elles autorisent un large domaine d'applications : la fonderie, l'équarissage, les industries du cuir, du papier et du carton, l'hôtellerie, l'épuration des eaux, le milieu hospitalier, la recherche fondamentale ...In fact, it allows - the obtaining of ozone concentrations such that they allow a wide range of applications: foundry, rendering, the leather, paper and cardboard industries, the hotel industry, the purification of waters, the hospital environment, basic research ...
- la maîtrise de la concentration en ozone obtenue, grâce à un ajustement du débit du milieu à ozoniser.- control of the ozone concentration obtained, by adjusting the flow rate of the medium to be ozonized.
- la simplicite de mise en oeuvre des électrodes, permettant la mécanisation des opérations.- the simplicity of implementation of the electrodes, allowing the mechanization of the operations.
- la récupération de 1 'ozone résiduel naissant autour des éléments de production et souvent cause de désagréments.- the recovery of the residual ozone emerging around the production elements and often causing inconvenience.
- le refroidissement efficace des électrodes par un fluide gazeux, sans nuire à la concentration en ozone obtenue.- efficient cooling of the electrodes with a gaseous fluid, without harming the ozone concentration obtained.
- un traitement minimum en quantité et en qualité du milieu à ozoniser.- minimum treatment in quantity and quality of the medium to be ozonized.
- la réalisation d'un appareil modulaire, facile d'emploi, peu exigeant en entretien et peu coûteux.- the production of a modular device, easy to use, low maintenance and inexpensive.
Le dispositif mis en oeuvre pour obtenir ces résultats consiste en un système tubulaire comprenant une électrode interne présentant des microreliefs sur la face extérieure et éventuellement intérieure, entourée coaxialement d'une électrode externe, ce terme désignant l'ensemble " tube diélectrique + revêtement conducteur ". Le revêtement se présente sous forme de rubans faciles à mettre en place sur la surface externe du tube et disposés de manière à obtenir une longueur développée des lignes d'amorçage (constituées par les arêtes du revêtement) maximale.The device used to obtain these results consists of a tubular system comprising an internal electrode having microreliefs on the external and possibly internal face, surrounded coaxially by an external electrode, this term designating the assembly "dielectric tube + conductive coating" . The coating is in the form of ribbons which are easy to place on the external surface of the tube and arranged so as to obtain a maximum length of the priming lines (formed by the edges of the coating).
Le refroidissement est assuré par un fluide gazeux (généralement de l'air), pulsé à l'intérieur de l'électrode interne au travers d'un turbulateur.Cooling is ensured by a gaseous fluid (generally air), pulsed inside the internal electrode through a turbulator.
Le milieu à ozoniser, préalablement enrichi par l'ozone résiduel récupéré, suit entre les deux électrodes une trajectoire hélicoidale obtenue grâce à la pulsation, avec un faible débit, du gaz tangentiellement aux tubes. La trajectoire choisie a pour but, d'être sécante aux lignes d'amorçage et d'augmenter le temps de contact du milieu à ozoniser dans la zone d'effluves, donc la probabilité d'ionisation des molécules d'oxygène.The medium to be ozonized, previously enriched with the residual ozone recovered, follows between the two electrodes a helical trajectory obtained thanks to the pulsation, with a low flow rate, of the gas tangentially to the tubes. The chosen trajectory aims to be intersecting at the priming lines and to increase the contact time of the medium to be ozonized in the fragrance zone, therefore the probability of ionization of the oxygen molecules.
La description, donnée ci-après, des divers éléments constitutifs d'un dispositif réalisé selon l'invention, fera référence aux dessins schématiques annexes, dans lesquels
- la figure 1 représente un élément de production
- la figure 2 représente une vue, en direction de la flèche A, de l'élément de production selon la figure 1
- la figure 3 représente un élément de production avec un autre type de revêtement pour l'électrode externe
- la figure 4 représente, en coupe, un élément de production en place dans ses isolateurs, selon l'invention
- la figure 5 représente le schéma de principe du dispositif selon l'invention
- la figure 6 représente, en coupe, un dispositif selon un mode de réalisation préférentiel
L'élément de production représenté aux figures 1 et 2 comprend
- l'électrode interne qui est un tube cylindrique lisse (1) réalisé en un matériau bon conducteur d'électricité, résistant à des tensions et des fréquences élevées, ainsi qu'a l'ozone, par exemple l'acier inoxydable.The description, given below, of the various constituent elements of a device produced according to the invention, will refer to the appended schematic drawings, in which
- Figure 1 shows a production element
- Figure 2 shows a view, in the direction of arrow A, of the production element according to Figure 1
- Figure 3 shows a production element with another type of coating for the external electrode
- Figure 4 shows, in section, a production element in place in its insulators, according to the invention
- Figure 5 shows the block diagram of the device according to the invention
- Figure 6 shows, in section, a device according to a preferred embodiment
The production element shown in Figures 1 and 2 includes
- the internal electrode which is a smooth cylindrical tube (1) made of a material which is a good conductor of electricity, resistant to high voltages and frequencies, as well as to ozone, for example stainless steel.
Afin de favoriser les effets de crêtes donc d'abaisser les tensions d'amorçage et de ce fait l'échauffement, des microreliefs (2), d'une hauteur pouvant varier de 0,1 mm à 0,5 mm, sont crées sur la surface externe du tube. In order to favor the effects of crests therefore to lower the priming voltages and thereby the heating, microreliefs (2), of a height which can vary from 0.1 mm to 0.5 mm, are created on the outer surface of the tube.
La création de microreliefs peut être réalisée par divers moyens tels que le brossage, le sablage, le moletage droit, oblique ou diamant, le rainurage, le grenaillage ...The creation of microreliefs can be achieved by various means such as brushing, sanding, straight, oblique or diamond knurling, grooving, shot blasting ...
- l'électrode externe qui est constituée d'un tube cylindrique lisse (3) en matière diélectrique (par exemple le verre borosilicaté) sur lequel repose un revêtement conducteur. Cette électrode entoure coaxialement l'électrode interne. - the external electrode which consists of a smooth cylindrical tube (3) made of dielectric material (for example borosilicate glass) on which a conductive coating rests. This electrode coaxially surrounds the internal electrode.
Afin d'accroitre la longueur développée des lignes d' amorçage, le revêtement est constitué de bandes étroites (4) disposées longitudinalement à l'axe du tube. Le nombre, la largeur des bandes ainsi que des intervalles qui les se parent sont définis de manière à offrir un rendement optimal d'ozone. Par exemple, des rubans de 5 mm espacés chacun de 5 mm. In order to increase the developed length of the priming lines, the covering consists of narrow strips (4) arranged longitudinally to the axis of the tube. The number, the width of the bands as well as the intervals between them are defined so as to offer an optimal ozone yield. For example, 5 mm ribbons each spaced 5 mm apart.
La nature du revêtement est un matériau conducteur, par exemple l'aluminium, le cuivre, le nickel, l'argent, l'étain, l'or
Le revêtement peut être effectué selon différents procédés tels que le collage de rubans métalliques, l'utilisation de rubans métalliques adhésifs, d'encres ou de vernis conducteurs, la métallisation sous vide, etc...The nature of the coating is a conductive material, for example aluminum, copper, nickel, silver, tin, gold
The coating can be carried out according to various methods such as bonding of metallic tapes, the use of adhesive metallic tapes, inks or conductive varnishes, vacuum metallization, etc.
Ces procédés présentent l'avantage d'être facilement réalisables manuellement et de pouvoir être mécanisés.These methods have the advantage of being easily carried out manually and of being able to be mechanized.
L' électrode externe est alimentée en courant Haute Tension par l'intermediaire d'un ou plusieurs colliers conducteurs (5) assurant le contact avec le revêtement.The external electrode is supplied with high voltage current via one or more conductive collars (5) ensuring contact with the coating.
Par mesure de sécurité, l'électrode externe et ses colliers sont recouverts d'un vernis en matière isolante (6).As a safety measure, the external electrode and its collars are covered with a varnish made of insulating material (6).
Un autre dispositif, réalisé selon l'invention et représenté en figure 3, présente un revêtement par des rubans disposés hélicoidalement à l'axe du tube.Another device, produced according to the invention and shown in FIG. 3, has a covering by ribbons arranged helically at the axis of the tube.
Pour garantir un positionnement concentrique d'une électrode par rapport à l'autre, outre la mise en place éventuelle sur l'électrode interne, d'un jonc isolant ne nuisant pas à la circulation du milieu à ozoniser, les tubes sont maintenus en place, à chaque extrémité, comme représenté en figure 4, par un isolateur (7) et des joints toriques (8) et (9) résistants à l'ozone, assurant l'étanchéité.To guarantee a concentric positioning of one electrode with respect to the other, in addition to the possible installation on the internal electrode, of an insulating rod which does not harm the circulation of the medium to be ozonized, the tubes are held in place , at each end, as shown in Figure 4, by an insulator (7) and O-rings (8) and (9) resistant to ozone, ensuring sealing.
Les isolateurs avant et arrière présentent une ouverture latérale (10) respectivement pour l'entrée tangentielle du milieu à ozoniser et la sortie du milieu ozoné.The front and rear insulators have a lateral opening (10) respectively for the tangential entry of the medium to be ozonized and the exit of the ozonized medium.
Le gaz à ozoniser se déplace donc entre les électrodes selon un mouvement hélicoidal (11).The gas to be ozonized therefore moves between the electrodes in a helical movement (11).
Les isolateurs sont réalisés en résine chargée telle que résines araldites, polyesters ..., par usinage ou moulage.The insulators are made of charged resin such as araldite resins, polyesters, etc., by machining or molding.
Le refroidissement des électrodes est obtenu par un fluide gazeux, en outre de l'air, indépendant du gaz d'alimentation donc non traité, soufflé, comme montré par la flèche B, à l'intérieur de l'électrode interne, à des débits non limités par des impératifs de rendement.The cooling of the electrodes is obtained by a gaseous fluid, in addition to air, independent of the supply gas therefore untreated, blown, as shown by arrow B, inside the internal electrode, at flow rates not limited by performance requirements.
L'échange thermique entre le fluide de refroidissement et l'électrode interne est augmenté par la mise en place, à l'intérieur du tube, d'un turbulateur (12). Le turbulateur est réalisé en un matériau résistant à l'ozone, bon conducteur d'électricité tel que l'acier inoxydable.The heat exchange between the cooling fluid and the internal electrode is increased by the installation, inside the tube, of a turbulator (12). The turbulator is made of a material resistant to ozone, good conductor of electricity such as stainless steel.
Il consiste en un ruban, de largeur à peine inférieure au diamètre intérieur du tube, de manière à pénétrer dans le tube et à présenter des zones de contact avec celui-ci. Ce ruban est spiralé ou présente tout artifice succeptible de créer des turbulences.It consists of a ribbon, of width barely less than the inside diameter of the tube, so as to penetrate into the tube and to present contact zones with the latter. This ribbon is spiraled or presents any artifice capable of creating turbulence.
La création de microreliefs (13) sur la surface interne du tube pourra favoriser encore l'évacuation des calories, mais cette opération est facultative.The creation of microreliefs (13) on the internal surface of the tube may further promote the evacuation of calories, but this operation is optional.
Ces microreliefs peuvent par exemple facilement être réalisés par brochage.These microreliefs can for example easily be produced by broaching.
L'électrode interne est relié électriquement à la source Haute Tension par l'intermédiaire du turbulateur.The internal electrode is electrically connected to the High Voltage source via the turbulator.
Afin de récupérer l'ozone produit accessoirement, pendant le fonctionnement de l'appareil, à l'extérieur de chaque élément de production, celui-ci, seul ou disposé en parallèle avec d'autres éléments, selon la figure 5 est enfermé dans une enceinte hermétique (14) en matière isolante résistant à l'ozone telle que le PVC. In order to recover the ozone produced incidentally, during the operation of the apparatus, outside each production element, the latter, alone or arranged in parallel with other elements, according to FIG. 5 is enclosed in a hermetic enclosure (14) made of insulating material resistant to ozone such as PVC.
Le gaz (air ou oxygène) préalablement filtré et éventuellement refroidi, est introduit à l'intérieur de l'enceinte par une ouverture munie d'un clapet de non retour (15). Il est récupéré, enrichi par l'ozone présent dans l'enceinte, et c'est ce mélange qui constitue le milieu à ozoniser, pulsé entre les électrodes.The gas (air or oxygen) previously filtered and optionally cooled, is introduced inside the enclosure through an opening provided with a non-return valve (15). It is recovered, enriched by the ozone present in the enclosure, and it is this mixture which constitutes the medium to be ozonized, pulsed between the electrodes.
Selon un mode de réalisation préférentiel du dispositif, représenté en figure 6, 1' enceinte est conçue de manière à former avec les isolateurs, à l'avant et à l'arrière, une chambre étanche (16) destinée à recevoir sous pression le milieu à ozoniser à l'avant et le milieu ozoné à l'arrière.According to a preferred embodiment of the device, represented in FIG. 6, the enclosure is designed so as to form with the insulators, at the front and at the rear, a sealed chamber (16) intended to receive the medium under pressure. to be ozonized at the front and the ozonated medium at the rear.
L'enceinte se présente en quatre éléments : deux supports de tubes avant (17) et arrière (18), le corps (19), et le couvercle (20).The enclosure is presented in four elements: two front (17) and rear (18) tube supports, the body (19), and the cover (20).
Les supports sont chacun constitués de deux flasques parallèles, reliés et perforés de manière à permettre la mise en place des isolateurs et d'une entretoise (21) destinée à maintenir une distance constante entre les supports
Les isolateurs, identiques à l'avant et à l'arrière, sont constitués de deux parties : (22) et (23) supportant respectivement l'électrode interne et l'électrode externe. The supports each consist of two parallel flanges, connected and perforated so as to allow the installation of the insulators and a spacer (21) intended to maintain a constant distance between the supports
The insulators, identical at the front and at the rear, consist of two parts: (22) and (23) respectively supporting the internal electrode and the external electrode.
A titre d'exemple non limitatif, une chronologie de montage est décrite cidessous
On fixe l'entretoise sur les supports avant et arrière puis on positionne la partie (23) de l'isolateur avant sur son support.As a nonlimiting example, an assembly chronology is described below.
The spacer is fixed on the front and rear supports, then the part (23) of the front insulator is positioned on its support.
L'électrode externe, munie de son joint torique, est alors mise en place entre ses deux isolateurs puis de même pour l'électrode interne.The external electrode, fitted with its O-ring, is then placed between its two insulators and then the same for the internal electrode.
Les colliers sont raccordés électriquement à 1 1entretoise qui constitue une borne d'alimentation Haute Tension.The collars are electrically connected to 1 1 spacer which constitutes a high voltage supply terminal.
Le corps est alors fixé aux supports, l'entretoise et les turbulateurs reliés aux bougies (24) et le couvercle également mis en place.The body is then fixed to the supports, the spacer and the turbulators connected to the spark plugs (24) and the cover also in place.
Les joints d'étanchéite sont représentés sur le schéma mais non repérés.The seals are shown in the diagram but not identified.
Le fluide de refroidissement est pulsé (selon la fleche B) dans la chambre formée entre le support avant et le couvercle, et ressort librement à l'arrière de l'appareil.The cooling fluid is pulsed (according to arrow B) in the chamber formed between the front support and the cover, and comes out freely at the rear of the device.
Le milieu à ozoniser est introduit dans la chambre étanche selon la flèche
C et le milieu ozoné est recueilli cane montré par la flèche D.The medium to be ozonized is introduced into the sealed chamber according to the arrow
C and the ozonated medium is collected cane shown by the arrow D.
Une plaque de sécurité (25) est prévue à l'carrière de l'appareil.A safety plate (25) is provided at the quarry of the device.
Selon une variante, le milieu à ozoniser est amené puis recueilli au niveau de 1 'orifice latéral des isolateurs avant et arriere respectivement, par des tuyauteries.According to a variant, the medium to be ozonized is brought then collected at the level of the lateral orifice of the front and rear insulators respectively, by pipes.
Selon un autre mode de réalisation, l'entrée du milieu à ozoniser peut se faire par l'intermédiaire drune chambre étanche et sa sortie par un système de tuyauteries ou inversement.According to another embodiment, the entry of the medium to be ozonized can be done through a sealed chamber and its exit through a system of pipes or vice versa.
Pour tous ces modes de réalisation, le corps de l'enceinte peut présenté des " fenêtres " en Plexiglas (nan déposé). For all these embodiments, the body of the enclosure can present "windows" in Plexiglas (nan deposited).
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8503557A FR2578632A1 (en) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | Adjustable-concentration, medium-production ozoniser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8503557A FR2578632A1 (en) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | Adjustable-concentration, medium-production ozoniser |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2578632A1 true FR2578632A1 (en) | 1986-09-12 |
Family
ID=9317073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8503557A Withdrawn FR2578632A1 (en) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | Adjustable-concentration, medium-production ozoniser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2578632A1 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1985
- 1985-03-07 FR FR8503557A patent/FR2578632A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse | ||
| ER | Errata listed in the french official journal (bopi) |
Free format text: 37/86 |