CZ2010448A3

CZ2010448A3 - Generator of active oxygen particles

Info

Publication number: CZ2010448A3
Application number: CZ20100448A
Authority: CZ
Inventors: Pekárek@Stanislav
Original assignee: Ceské vysoké ucení technické v Praze Fakulta elektrotechnická
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2011-05-04
Also published as: CZ302409B6

Abstract

Generátor aktivních kyslíkových cástic s povrchovým dielektrickým bariérovým výbojem je tvoren výbojovou komorou (1) se vstupem (6) vzduchu a výstupem (7) smesi vzduchu, aktivních kyslíkových cástic a dalších produktu výboje. Ve výbojovém prostoru výbojové komory (1) je prítomen fotokatalyzátor TiO.sub.2.n.(5). Generátor je bud s rovinným nebo koaxiálním systémem elektrod. Obe elektrody jsou vytvoreny na protilehlých stranách spolecného nosice, tedy na dielektrické desticce (2) nebo na válci (20) z dielektrického materiálu. Fotokatalyzátor TiO.sub.2.n.(5) ve forme 3-rozmerných objektu je rovnomerne rozprostren alespon v jedné vrstve alespon na cásti povrchu steny výbojové komory (1) obrácené smerem do výboje.The active oxygen particle generator with surface dielectric barrier discharge is formed by a discharge chamber (1) with an air inlet (6) and an air mixture outlet (7), active oxygen particles, and other discharge products. The photocatalyst TiO2 is present in the discharge chamber of the discharge chamber (5). The generator is either a planar or coaxial electrode system. Both electrodes are formed on opposite sides of a common carrier, that is, a dielectric plate (2) or a cylinder (20) of dielectric material. The photocatalyst TiO.sub.2 (3) in the form of 3-dimensional objects is evenly distributed in at least one layer on at least part of the wall surface of the discharge chamber (1) facing towards the discharge.

Description

Oblast technikyTechnical field

Předkládané řešení se týká zařízeni pro generaci aktivních kyslíkových částic elektrickým výbojem s přítomností fotokatalyzátoru dioxidu titanu TÍO2.The present invention relates to a device for generating active oxygen particles by an electric discharge in the presence of a TiO2 titanium dioxide photocatalyst.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Aktivní kyslíkové částice, jako je například ozon, atomy kyslíku, peroxid vodíku atd., jsou oxidačním činidlem, které ve styku s plísněmi, spórami nebo s bakteriemi tyto kontaminanty ničí. Vzhledem k těmto vlastnostem se dodáváním výše uvedených aktivních kyslíkových částic do prostoru, ve kterém jsou skladovány nebo přepravovány potraviny, zelenina nebo ovoce, dosahuje prodloužení jejich trvanlivosti. Aktivní kyslíkové částice se také dají použit pro potlačení biokoroze, ničení plísní, spor a bakterií na papíru, dřevě, plastových materiálech případně na výrobcích obsahujících tyto materiály.Active oxygen particles, such as ozone, oxygen atoms, hydrogen peroxide, etc., are an oxidizing agent that, in contact with fungi, spores or bacteria, destroy these contaminants. Due to these characteristics, by delivering the above-mentioned active oxygen particles to a space in which food, vegetables or fruit are stored or transported, they extend their shelf life. Active oxygen particles can also be used to suppress biocorrosion, destroy mold, spores and bacteria on paper, wood, plastic materials or products containing these materials.

Aktivní kyslíkové částice, jako je například ozon, atomy kyslíku, peroxid vodíku atd. jsou pro praktické aplikace obvykle generovány elektrickými výboji za atmosférického tlaku. Nejčastěji se jedná o dielektrický bariérový výboj případně o výboj koronový. Aktivní kyslíkové částice jsou generovány plazmachemickými procesy, které jsou spouštěny energetickými elektrony generovanými výbojem. Elektrony disociují molekuly dusíku a kyslíku přítomné ve vzduchu a spouštějí soustavu reakcí vedoucích jak ke generaci tak i k rozpadu výše uvedených aktivních částic. Výsledná koncentrace těchto aktivních kyslíkových částic je pak dána dynamickou rovnováhou uvedených reakcí.Active oxygen particles such as ozone, oxygen atoms, hydrogen peroxide, etc. are usually generated by atmospheric pressure electric discharges for practical applications. Most often it is a dielectric barrier discharge or a corona discharge. Active oxygen particles are generated by plasmachemical processes that are triggered by the energy electrons generated by the discharge. Electrons dissociate the nitrogen and oxygen molecules present in the air and trigger a system of reactions leading to both generation and disintegration of the above-mentioned active particles. The resulting concentration of these active oxygen particles is then given by the dynamic equilibrium of the reactions.

Vzhledem k tomu, že však generace ozonu i ostatních aktivních kyslíkových částic samotnými elektrickými výboji již téměř dosáhla teoretických mezí jsou hledány cesty jak tuto generaci zvýšit například optimalizaci systému napájeni výboje nebo použitím dalších polí aplikovaných na výboj. Jednou z možností je aplikace magnetického pole na generátor ozonu. Je známé řešení podle CZ 19678 kdy je generátor ozonu tvořen válcovou výbojovou komorou, jejíž stěna z vodivého materiálu je uzemněná. V ose této komory je do jejího vnitřního prostoru zaústěna svým hrotem elektricky vodivá dutá centrální elektroda. Druhý konec této duté centrální elektrody je uzpůsoben pro přívod stlačeného pracovního plynu, obvykle vzduchu nebo kyslíku a je přes stabilizační odpor připojena ke svorce záporné polarity vysokonapěťového zdroje. Výstup směsi vzniklého ozonu s pracovním plynem je vytvořen ve stěně válcové výbojové komory. Podstatou tohoto řešeni je, že válcová výbojová komora je umístěna mezi dvěma permanentními magnety tak, že vektor magnetické indukce pole vytvořeného těmito permanentními magnety je kolmý na vektor proudové hustoty, orientovaný radiálně mezi dutou centrální elektrodou a vnější válcovou elektrodou tvořenou stěnou válcové výbojové komory. Použití magnetického pole, kdy vektor magnetické indukce je kolmý k vektoru proudové hustoty, vede k intenzifikaci procesů ionizace, ke zvýšení generace elektronů a následně tedy ke zvýšení koncentrace ozonu produkovaného výbojem. Výhodou řešení s použitím magnetického pole je, že se zvýšení koncentrace generovaného ozonu až o 40 % oproti klasickým systémům využívajícím pouze samotný výboj dosáhne bez dalších energetických nároků. Nicméně další zvýšení koncentrace generovaných aktivních kyslíkových částic by umožnilo snížení energetických nároků kladených na generátor a možnost zvětšení průtoku vzduchu generátorem při zachování požadované koncentrace těchto částic v pracovním prostoru do kterého jsou dodávány.However, as the generation of ozone and other active oxygen particles by electrical discharges alone has almost reached theoretical limits, ways are sought to increase this generation, for example by optimizing the power supply system or by using other fields applied to the discharge. One possibility is to apply a magnetic field to the ozone generator. A solution according to CZ 19678 is known in which the ozone generator is formed by a cylindrical discharge chamber, the wall of which is made of grounded conductive material. An electrically conductive hollow central electrode opens into the inner space of the chamber with its tip. The other end of the hollow central electrode is adapted to supply a pressurized working gas, usually air or oxygen, and is connected to a negative polarity terminal of the high voltage source via a stabilizing resistor. The outlet of the ozone-working gas mixture is formed in the wall of the cylindrical discharge chamber. In essence, the cylindrical discharge chamber is positioned between two permanent magnets such that the magnetic field induction vector formed by the permanent magnets is perpendicular to the current density vector, oriented radially between the hollow central electrode and the outer cylindrical electrode formed by the wall of the cylindrical discharge chamber. The use of a magnetic field, where the magnetic induction vector is perpendicular to the current density vector, leads to an intensification of ionization processes, an increase in electron generation and consequently an increase in the ozone concentration produced by the discharge. The advantage of the magnetic field solution is that an increase in the ozone concentration generated by up to 40% over conventional systems using only the discharge itself is achieved without additional energy requirements. However, further increasing the concentration of generated active oxygen particles would allow to reduce the energy demand of the generator and the possibility of increasing the air flow through the generator while maintaining the desired concentration of these particles in the working space to which they are supplied.

Je známé řešení podle US 7,382,087 B2, kdy generátor ozonu na bázi objemového dielektrického výboje je tvořen dvěma rovinnými vodivými elektrodami umístěnými v prostoru generátoru. Na vnitřních stěnách těchto elektrod, případně na další dielektrické vrstvě na stěně alespoň jedné z těchto vodivých elektrod je vytvořena vrstva fotokatalyzátoru. K aktivaci fotokatalyzátoru je použito záření emitované elektrickým výbojem, který vždy hoří v prostoru mezi oběma vodivými elektrodami, případně mezi vodivými elektrodami pokrytými dielektrickou vrstvou nebo vrstvou fotokalyzátoru, Nevýhoda tohoto řešení spočívá vtom, že se elektrodový systém skládá ze dvou rovinných vodivých elektrod, na kterých je buď přímo nanesen fotokatalyzátor nebo je do prostoru mezi vodivými elektrodami vložena další dielektrické destička, přičemž šířka výbojového prostoru nepřevyšuje 0.6 mm. Tím je omezena hmotnost fotokatalyzátoru, který může být do výbojového prostoru umístěn a současně i velikost plochy tohoto fotokatalyzátoru osvícená ultrafialovým zářením z výboje. Kromě toho je elektrodový systém poměrně složitý.A solution according to US 7,382,087 B2 is known, wherein the volume-based dielectric discharge ozone generator comprises two planar conductive electrodes disposed in the space of the generator. A layer of photocatalyst is formed on the inner walls of these electrodes or on another dielectric layer on the wall of at least one of the conductive electrodes. To activate the photocatalyst, radiation emitted by an electric discharge is used, which always burns in the space between the two conductive electrodes or between conductive electrodes covered by a dielectric layer or a photocatalyser layer. The disadvantage of this solution is either a photocatalyst is directly applied or another dielectric plate is inserted in the space between the conductive electrodes, the discharge chamber width not exceeding 0.6 mm. This limits the weight of the photocatalyst that can be placed in the discharge space, and at the same time the area of the photocatalyst illuminated by the ultraviolet radiation from the discharge. In addition, the electrode system is relatively complex.

Ozon a další aktivní kyslíkové částice vznikají také v čističkách vzduchu. Jedná se například o UV Air purifier - air sterilizer (AirSteril AS 500, Čína). U těchto čističek vzduchu je již používán fotokatalyzátor TiO₂ nanesený v tenké vrstvě v prostoru čističky, přičemž k jeho fotoaktivaci je obvykle používána ultrafialová lampa. Nevýhodou tohoto způsobu aktivace je nízká energetická účinnost ultrafialové lampy. U nejnovějších typů čističek vzduchu je jíž používán elektrický výboj obvykle s koaxiální konfigurací elektrod stím, že ve výbojovém prostoru je nanesena tenká vrstva fotokatalyzátoru TiO₂. Ultrafialové záření generované elektrickým výbojem pak slouží k aktivaci fotokatalyzátoru a tím i ke zvýšení koncentrace generovaných aktivních kyslíkových částic. Toto řešeni se tedy týká zvýšeni generace aktivních kyslíkových částic elektrickým výbojem, kterého lze dosáhnout umístěním vhodných katalyzátorů, například dioxidu titanu TiO₂ do prostoru elektrického výboje. Výhodou tohoto řešení je, že se zvýšení koncentrace aktivních kyslíkových částic dosáhne při snížené spotřebě energie, což umožní stavbu kompaktnějších a účinnějších generátorů uvedených druhů částic v porovnání se stávajícím stavem. Nicméně i zde by další zvýšení koncentrace generovaných aktivních kyslíkových částic umožnilo snížení energetických nároků kladených na generátor a možnost zvětšení průtoku vzduchu generátorem při zachování požadované koncentrace těchto částic v pracovním prostoru do kterého jsou dodávány.Ozone and other active oxygen particles are also produced in air purifiers. For example, UV Air Purifier - Air sterilizer (AirSteril AS 500, China). These air purifiers already use a TiO ₂ photocatalyst deposited in a thin layer in the space of the purifier, the ultraviolet lamp usually being used for photoactivation. A disadvantage of this method of activation is the low energy efficiency of the ultraviolet lamp. In the latest types of air purifiers, an electrical discharge is usually used with a coaxial electrode configuration by depositing a thin layer of TiO ₂ photocatalyst in the discharge space. The ultraviolet radiation generated by the electric discharge then serves to activate the photocatalyst and thereby increase the concentration of generated active oxygen particles. This solution therefore relates to an increase in the generation of active oxygen particles by an electric discharge, which can be achieved by placing suitable catalysts, for example titanium dioxide TiO _2, in the electric discharge space. The advantage of this solution is that an increase in the concentration of active oxygen particles is achieved with reduced energy consumption, allowing the construction of more compact and efficient generators of said particle types compared to the current state. However, here again, a further increase in the concentration of generated active oxygen particles would make it possible to reduce the energy requirements of the generator and the possibility of increasing the air flow through the generator while maintaining the desired concentration of these particles in the working space to which they are supplied.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Zvýšení koncentrace aktivních kyslíkových Částic generovaných elektrickým výbojem v porovnání se stávajícím stavem umožňuje generátor aktivních kyslíkových částic podle předkládaného řešení.Increasing the concentration of active oxygen particles generated by the electric discharge compared to the prior art allows the active oxygen particle generator of the present invention.

Generátor aktivních kyslíkových částic s povrchovým dielektrickým bariérovým výbojem je tvořený výbojovou komorou s rovinným nebo koaxiálním systémem elektrod, kde jedna strana výbojové komory je opatřena vstupem vzduchu a protilehlá strana je opatřena výstupem směsi vzduchu, aktivních kyslíkových částic a dalších produktů výboje. První vodivá vysokonapěťová elektroda a je vytvořená v případě rovinného systému elektrod na jedné ploše dielektrické destičky umístěné v prostoru výbojové komory a v případě koaxiálního systému elektrod je vytvořena na vnější straně válce z dielektrického materiálu směřující do prostoru výbojové komory. Druhá elektroda je uzemněná vodivá elektroda a je vytvořená v případě rovinného systému elektrod na druhé ploše dielektrické destičky a v případě koaxiálního systému elektrod je vytvořena na vnitřní straně válce z dielektrického materiálu. Koaxiálně s tímto válcem je umístěn druhý válec sloužící jako stěna výbojové komory. Ve výbojovém prostoru výbojové komory je přítomen fotokatalyzátor TiO₂. Podstatou tohoto provedeni je, že fotokatalyzátor TiO₂ je ve formě 3-rozměrných objektů rovnoměrně rozprostřen alespoň v jedné vrstvě alespoň na části povrchu stěny výbojové komory obrácené směrem do výboje.The surface oxygen dielectric barrier discharge generator is comprised of a discharge chamber with a planar or coaxial electrode system, wherein one side of the discharge chamber is provided with an air inlet and the opposite side is provided with an outlet of a mixture of air, active oxygen particles and other discharge products. The first conductive high voltage electrode a is formed in the case of a planar electrode system on one surface of a dielectric plate disposed in the discharge chamber space and, in the case of a coaxial electrode system, formed on the outside of a dielectric material cylinder facing the discharge chamber space. The second electrode is a grounded conductive electrode and is formed in the case of a planar electrode system on the second surface of the dielectric plate and, in the case of a coaxial electrode system, is formed on the inside of the dielectric material cylinder. Coaxially with this cylinder is a second cylinder serving as a discharge chamber wall. A photocatalyst TiO ₂ is present in the discharge chamber of the discharge chamber. The essence of this embodiment is that the TiO ₂ photocatalyst is in the form of 3-dimensional objects evenly distributed in at least one layer on at least a portion of the surface of the discharge chamber wall facing the discharge.

Je výhodné je-li fotokatalyzátor TiO₂ alespoň na části povrchu stěny výbojové komory obrácené směrem do výboje rozprostřen alespoň po povrchu, rovnajícím se povrchu, který zabírá v dané oblasti výboj.It is preferred that the TiO ₂ photocatalyst is spread over at least a surface equal to the surface occupying the discharge in a given area on at least a portion of the surface of the discharge chamber wall facing the discharge.

Všeobecně lze říci, že použitím fotokatalyzátoru TiO₂ se kombinuje několik výhod, které jsou významné pro účinnou generaci aktivních kyslíkových částic. Především je využit proces generace těchto částic samotným elektrickým výbojem, dále je využito ultrafialové záření generované výbojem pro aktivaci fotokatalyzátoru a současně se také využívá synergie mezi oběma těmito procesy. Další výhodou je, že je fotokatalyzátor TiO₂ snadno komerčně dostupný, netoxický, chemicky stabilní a je odolný proti korozi.In general, the use of a TiO ₂ photocatalyst combines several advantages that are important for the efficient generation of active oxygen species. First of all, the process of generation of these particles by the electric discharge itself is used, furthermore, the ultraviolet radiation generated by the discharge is used to activate the photocatalyst and at the same time the synergy between the two processes is utilized. Another advantage is that the TiO ₂ photocatalyst is readily commercially available, non-toxic, chemically stable and corrosion resistant.

Výhodou navrhovaného řešení je, že umístěním fotokatalyzátoru TiO₂ ve formě válečků, kuliček nebo jiných geometrických tvarů, například jehlánků či malých kuželů, na stěnu výbojové komory obrácenou směrem do výboje dojde ke zvětšení plochy fotokatalyzátoru v porovnáním se situací kdy tato elektroda nebo stěna výbojové komory jsou pokryty pouze tenkou vrstvou tohoto katalyzátoru. V důsledku toho je výtěžnost generace aktivních kyslíkových částic mnohem vyšší.The advantage of the proposed solution is that by placing the TiO ₂ photocatalyst in the form of rollers, balls or other geometric shapes, such as pyramids or small cones, on the discharge chamber wall facing the discharge, the surface of the photocatalyst is increased compared to the electrode or discharge chamber wall they are only covered with a thin layer of this catalyst. As a result, the yield of active oxygen particle generation is much higher.

Vzhledem k US 7, 382,087 je v navrhovaném řešení použita pouze jedna dielektrická destička na jejíž protilehlých stranách jsou umístěny elektrody, což představuje jisté zjednodušení. Kromě toho v uvedeném řešení může být šířka výbojového prostoru až několik mm a tedy může být použit fotokatalyzátor ve formě třírozměrných objektů, válečků, kuliček, jehlánků, malých kuželů a podobně, o rozměrech až několik mm, případně může být fotokatalyzátor rozložen v několika vrstvách. Tím se dosáhne zvětšeni plochy fotokatalyzátoru osvícené ultrafialovým zářením z výboje.With respect to US 7,382,087, only one dielectric plate is used in the proposed solution, on the opposite sides of which the electrodes are located, which represents a certain simplification. In addition, the discharge chamber width may be up to several mm and thus a photocatalyst in the form of three-dimensional objects, rollers, spheres, pyramids, small cones and the like, of up to several mm may be used, or the photocatalyst may be distributed in several layers. This increases the area of the photocatalyst illuminated by the ultraviolet radiation from the discharge.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Příklady uspořádání generátoru aktivních kyslíkových částic s elektrickým výbojem s použitím fotokatalyzátoru TiO₂ podle předkládaného řešení jsou schematicky naznačeny na přiložených výkresech. Na obr.1 je uvedeno řešení pro rovinnou konfiguraci elektrod a na obr.2 je naznačeno řešení pro koaxiální konfiguraci elektrod.Examples of arrangements of the active oxygen particle generator with electric discharge using TiO ₂ photocatalyst according to the present solution are schematically indicated in the attached drawings. Figure 1 shows a solution for planar electrode configuration and Figure 2 shows a solution for coaxial electrode configuration.

Příklady provedeni technického řešeníExamples of technical solution

Navrhované technické řešeni se týká jak rovinné tak i koaxiální konfigurace elektrod. Vodivé elektrody jsou vytvořeny z obou stran destičky/válce z dielektrického materiálu a fotokatalyzátor TiO₂ ve formě válečků, kuliček nebo jiných geometrických tvarů, je umístěn na stěnách výbojové komory obrácených směrem do výboje.The proposed technical solution concerns both planar and coaxial electrode configuration. The conductive electrodes are formed from both sides of the plate / cylinder of dielectric material and the TiO ₂ photocatalyst in the form of rollers, spheres or other geometric shapes is located on the discharge chamber walls facing the discharge.

Generátor aktivních kyslíkových částic s rovinným systémem elektrod v uspořádání podle Obr.1 je tvořen výbojovou komorou 1, ve které je na jedné ploše destičky 2 z dielektrického materiálu vytvořena vysokonapěťová vodivá elektroda 3, která je připojena k jedné svorce střídavého nebo pulzního vysokonapěťového zdroje 8, Na druhé ploše destičky 2 z dielektrického materiálu je vytvořena uzemněná vodivá elektroda 4. Na stěně výbojové komory 1 obrácené směrem do výboje je umístěn fotokatalyzátor TiO₂ 5 ve formě 3-rozměrných objektů, například válečků, kuliček, jehlánků, malých kuželů nebo jiných geometrických tvarů. Jedna strana výbojové komory 1 je opatřena vstupem vzduchu 6 a protilehlá strana je opatřena výstupem 7 pro směs vzduchu, aktivních kyslíkových Částic a dalších produktů výboje. Vzduch ve výbojové komoře 1 proudí prostorem mezi destičkou 2 z dielektrického materiálu, na které je vytvořena vysokonapěťová vodivá elektroda 3 a stěnou výbojové komory 1 s tím, že elektrický výboj hořící v tomto prostoru generuje aktivní kyslíkové částice a aktivuje fotokatalyzátor TiO₂ 5.The active oxygen particle generator with the planar electrode system of FIG. 1 is formed by a discharge chamber 1 in which a high voltage conductive electrode 3 is formed on one surface of the dielectric plate 2 and connected to one terminal of an AC or pulsed high voltage source 8. A grounded conductive electrode 4 is formed on the second surface of the dielectric plate 2. The TiO ₂₅ photocatalyst 5 is disposed on the wall of the discharge chamber 1 in the form of 3-dimensional objects such as rollers, balls, pyramids, small cones or other geometric shapes. . One side of the discharge chamber 1 is provided with an air inlet 6 and the opposite side is provided with an outlet 7 for a mixture of air, active oxygen particles and other discharge products. The air in the discharge chamber 1 flows through the space between the dielectric plate 2 on which the high-voltage conductive electrode 3 and the wall of the discharge chamber 1 are formed, the electric discharge burning in this space generating active oxygen particles and activating the TiO ₂ photocatalyst.

Generátor aktivních kyslíkových částic s koaxiálním systémem elektrod v uspořádání podle obrázku Obr.2 je tvořen válcovou výbojovou komorou 1, ve které je na vnější stěně koaxiálně vloženého válce 20 z dielektrického materiálu vytvořena vysokonapěťová vodivá elektroda 30, která je připojena k jedné svorce střídavého nebo pulzního vysokonapěťového zdroje 8. Na vnitřní stěně válce 20 z dielektrického materiálu je vytvořena vodivá uzemněná elektroda 40. Na vnitřní stěně výbojově komory 1. je umístěn fotokatalyzátor TiO₂ 5 ve formě 3-rozměrných objektů například válečků, kuliček, nebo jiných geometrických tvarů. Vzduch ve výbojové komoře 1 proudí prostorem mezi válcem 20 z dielektrického materiálu a vnitřní stěnou výbojové komory 1 s tím, ze elektrický výboj hořící v tomto prostoru generuje aktivní kyslíkové částice a aktivuje katalyzátor TiO₂ 5. Vzduch do válcové výbojové komory 1 vstupuje jedním z čel válce, tedy vstupem 6 a protilehlým čelem válce, výstupem 7, směs vzduchu, aktivních kyslíkových částic a dalších produktů výboje vystupuje.The active oxygen particle generator with the coaxial electrode system of FIG. 2 is formed by a cylindrical discharge chamber 1 in which a high voltage conductive electrode 30 is formed on the outer wall of the coaxially inserted cylinder 20 of dielectric material and is connected to one AC or pulse terminal. high-voltage source 8. On the inner wall of the cylinder 20 of dielectric material is formed by conductive grounded electrode 40. On the inner wall of the discharge chamber is placed first photocatalyst TiO ₂ 5 in the form of three-dimensional objects, for example cylinders, spheres or other geometric shapes. The air in the discharge chamber 1 flows through the space between the cylinder 20 of dielectric material and the inner wall of the discharge chamber 1 by the electric discharge in this burning chamber generates active oxygen species and activates the catalyst TiO ₂ in the fifth air discharge chamber 1 enters one of the faces of the cylinder, i.e. the inlet 6 and the opposite face of the cylinder, the outlet 7, a mixture of air, active oxygen particles and other discharge products exits.

V obou uvedených příkladech je fotokatalyzátor TiO₂ 5 na příslušných površích umístěn alespoň v jedné vrstvě.In both examples, the TiO ₂ photocatalyst is disposed in at least one layer on the respective surfaces.

Pro ověření navrhovaného řešení zvýšení koncentrace aktivních kyslíkových částic generovaných elektrickým výbojem v kombinaci s fotokatalyzátorem TiO₂ ve formě válečků bylo postaveno experimentální zařízení na bázi koronového výboje přičemž jako modelová částice sloužil ozon. Bylo změřeno, že pro elektrický výboji bez použiti katalyzátoru byla koncentrace generovaného ozonu 164 ppm při příkonu do výboje 5,06 W a pro výboj v s použitím katalyzátoru vzrostla tato koncentrace na 718 ppm při snížení příkonu do výboje na 4,8 W.In order to verify the proposed solution of increasing the concentration of active oxygen particles generated by electric discharge in combination with photocatalyst TiO ₂ in the form of rollers, an experimental device based on corona discharge was built using ozone as a model particle. It was measured that for a non-catalytic discharge, the ozone concentration generated was 164 ppm at a discharge current of 5.06 W, and for a shock discharge using a catalyst, the concentration increased to 718 ppm while the discharge input was reduced to 4.8 W.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Kombinací dielektrického bariérového nebo koronového elektrického výboje s fotokatalyzátorem TiO₂ ve formě válečků, kuliček, jehlánků, malých kuželů neboCombination of dielectric barrier or corona discharge with TiO ₂ photocatalyst in the form of rollers, spheres, pyramids, small cones or

.... .......... ......

jiných geometrických tvarů lze dosáhnout zvýšeni koncentrace generovaných aktivních kyslíkových částic prostřednictvím aktivace katalyzátoru pri snížené spotřebě elektrické energie dodávané do výboje. Další významnou výhodou návrhu je, že generátor ozonu je velmi jednoduchý, snadno regulovatelný a zařízení nepotřebuje další zdroj energie. Uvedené výhody umožni konstrukci menších, výkonnějších mobilních a kompaktních zdrojů aktivních kyslíkových částic pro celou řadu aplikací například v potravinářském průmyslu, dopravě, v lékařství, v zařízeních pro zvyšování kvality vzduchu v klimatizovaných prostorách, v ozonizátorech pro čištěni vody, v zařízeních pro dekontaminaci a sterilizaci látek atd.Other geometric shapes can be achieved by increasing the concentration of generated active oxygen particles by activating the catalyst while reducing the power consumption of the discharge. Another significant advantage of the design is that the ozone generator is very simple, easy to control and the device does not need an additional energy source. These advantages will enable the design of smaller, more powerful mobile and compact active oxygen particle sources for a variety of applications such as in the food, transportation, medical, air quality, air purification, ozone cleaners, decontamination and sterilization facilities substances, etc.

Claims

Claims ROΑ PROTECTION

An active oxygen particle generator with a dielectric barrier discharge, comprising a discharge chamber (1) with a planar or coaxial electrode system, one side of the discharge chamber (1) having an air inlet (6) and the opposite side having an air mixture outlet (7) , active oxygen particles and other discharge products, wherein the first electrode is a conductive high voltage electrode (3, 30) and is formed in the case of a planar electrode system on one surface of a dielectric plate (2) located in the discharge chamber (1) and coaxial the electrode system is formed outside the cylinder (20) of die dietric material directed into the discharge chamber (1), and the second electrode is a grounded conductive electrode (4,40) and is formed in the case of a planar electrode system on the second surface of the dielectric plate (2) and in the case of a coaxial electrode system, it is formed on the inner st a second cylinder of larger diameter serving as a wall of the discharge chamber (1) is located coaxially with said cylinder (20) and a TiO ₂ photocatalyst (5) is present in the discharge chamber of the discharge chamber (1), characterized in that in that the photocatalyst TiO ₂ (5) is in the form of 3-dimensional objects and is uniformly distributed in at least one layer on at least a portion of the surface of the discharge chamber wall (1) facing the discharge.

Active oxygen particle generator according to claim 1, characterized in that the photocatalyst TiO ₂ (5) is in the form of rollers.

Active oxygen particle generator according to claim 1, characterized in that the TiO ₂ photocatalyst (5) is in the form of spheres.