一种臭氧发生模块及臭氧发生器的制作方法

本实用新型涉及臭氧发生器技术领域，具体涉及一种臭氧发生模块及臭氧发生器。

背景技术：

随着水源污染的加剧和水质标准的提高，针对常规处理工艺的不足，臭氧技术正逐渐引起人们的关注，并逐步得到应用，臭氧主要的应用领域有饮用水、城市污水处理、娱乐业、医疗业、化工业及家电业。

但是，臭氧是一种不稳定的气体，不能储存运输，臭氧一般采用现场制作。臭氧发生器是制备臭氧常采用的仪器，有管式臭氧发生器及板式臭氧发生器，板式放电室属于短流程设计，相较于传统的管式放电室温升低、效率高，使用寿命更持久，因此成为近些年研究的重点。由于在臭氧合成过程中大约80％以上的电功率被转换成热能，严重影响臭氧的产率，如何提高臭氧的产率仍是亟需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述技术问题，提供了一种臭氧发生模块及臭氧发生器，该臭氧发生器结构紧凑，空间利用率高，有效地提高了臭氧的产率。

一方面，本实用新型是提供了一种臭氧发生模块，包括：

第一板体，所述第一板体的一个平面上设有第一凹槽，所述第一凹槽内划分为中心区域及外围区域，所述中心区域为地电极区域，所述地电极区域内设有臭氧出口，所述外围区域内设有氧气入口；

第二板体，所述第二板体与第一板体拼合形成密闭放电空间，所述第二板体与第一凹槽相对的平面上依次叠设高压电极及介电体。

优选的，所述高压电极与第二板体之间设有导热板。

优选的，所述介电体为陶瓷薄板；所述高压电极涂覆于所述陶瓷薄板上。

优选的，所述第一板体上还设有第二凹槽，所述第二凹槽包围所述第一凹槽。

优选的，所述地电极区域内设有支撑部，所述支撑部用于控制放电间隙的高度。

优选的，所述第一板体上还设有环形凹槽，所述环形凹槽环绕所述第一凹槽，所述环形凹槽内设有密封件，所述密封件用于密封第一板体及第二板体。

优选的，所述密封件为耐臭氧腐蚀的弹性材料。

优选的，所述耐臭氧腐蚀的弹性材料为氟橡胶垫圈。

优选的，所述高压电极上设有高压线连接件，所述第二板体上设有高压线通孔，所述高压线连接件的直径小于所述高压线通孔的直径。

优选的，所述第一板体上还设有氧气通道及臭氧通道，所述氧气通道及臭氧通道开设在与第一凹槽所在平面相邻的平面上。

另一方面，本实用新型提供了一种臭氧发生器，包括至少一组如上述技术方案所述的臭氧发生模块及第一端盖和第二端盖；

背离所述第一凹槽所在平面的第一板体的平面上设有第一冷却剂通道；背离所述高压电极所在平面的第二板体的平面上设有第二冷却剂通道；第一端盖上设有与第二冷却剂通道相配合的第三冷却剂通道；所述第二端盖上设有与第一冷却剂通道相配合的第四冷却剂通道。

优选的，包括至少两组臭氧发生模块，其中，第一板体及第二板体依次交叉排布；相邻的臭氧发生模块之间的第一冷却剂通道与第二冷却剂通道相配合。

优选的，与所述第一凹槽所在平面相邻的第一板体的平面上设有第一冷却剂进出口；与所述第三冷却剂通道所在平面相邻的第一端盖上的平面上设有第二冷却剂进出口。

优选的，所述第一板体、第二板体、第一端盖及第二端盖的四周均设有一排孔。所述孔用于与相邻组件以及其他组件的固定。

本实用新型的有益效果：

1.该臭氧发生模块及臭氧发生器，结构紧凑，空间利用率高，有效地提高了臭氧的产率。

2.该臭氧发生模块通过在地电极区域设置臭氧出口及在外围区域设置氧气进口，氧气进入放电室内时是环绕的形式，臭氧的输出为中间一点式，臭氧不再经过非放电区域，不用担心臭氧腐蚀造成的泄漏点。

3.该臭氧发生模块通过在第一板体及第二板体的平面上均设置冷却剂通道，双冷却的方式，提高冷却效率，提高臭氧的产率。

4.该臭氧发生模块通过在环形凹槽内设置密封件，提高了第一板体及第二板体的密封性，并在其被击穿损坏时无可燃物。

5.该臭氧发生器，将多个臭氧发生模块并联使用，每个臭氧发生模块独立供电，提高臭氧的产率，同时在某个模块发生故障时，不影响其他模块的正常使用。

附图说明

图1为本实用新型第一板体的各种视图，其中，图1a为俯视图；图1b为仰视图；图1c为侧视图；

图2为本实用新型第二板体的各种视图，其中，图2a为俯视图；图2b为仰视图；图2c为侧视图；

图3为本实用新型第一端盖的各种视图，其中，图3a为俯视图；图3b为仰视图；图3c为侧视图；

图4为本实用新型第二板体的各种视图，其中，图4a为俯视图；图4b为仰视图；图4c为侧视图；

图5为本实用新型臭氧发生器的一种实施例的结构示意图；

图6为本实用新型臭氧发生器的另一种实施方式的结构示意图。

图中，100、第一板体；101、第一凹槽；102、地电极区域；103、外围区域；104、臭氧出口；105、氧气入口；106、第二凹槽；107、支撑部；108、环形凹槽；109、氧气通道；110、臭氧通道；111、第一冷却剂通道；112、第一冷却剂进出口；113、孔；200、第二板体；201、高压线通孔；202、高压线通道；203、高压线出口；204、第二冷却剂通道；300、第一端盖；301、第三冷却剂通道；302、第二冷却剂进出口；400、第二端盖；401、第四冷却剂通道；500、气体及冷却剂进入腔；501、气体及冷却剂出入腔。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1-2所示，本实用新型示例了一种臭氧发生模块，包括：

第一板体100，第一板体100的一个平面上设有第一凹槽101，第一凹槽101内划分为中心区域及外围区域103，中心区域为地电极区域102，地电极区域102内设有臭氧出口104，外围区域103内设有氧气入口105；

第二板体200，第二板体200与第一板体100拼合形成密闭放电空间，第二板体200与第一凹槽101相对的平面上依次叠设高压电极及介电体。

本实施例示例的臭氧发生模块是由第一板体和第二板体拼合在一起组成的，第一板体与第二板体之间形成密闭空间，密闭空间形成放电室，其中，介电体与地电极区域之间的间隙为放电间隙，放电间隙的高度影响臭氧的产率，由于在地电极区域的高度稍微高于外围区域的高度，氧气从氧气入口进入后会从外围区域内进入放电间隙内，在高压电离下产生臭氧，当放电间隙内的气体压力达到一定程度，会从臭氧出口流出，这样设计臭氧出口可以使臭氧几乎不经过非放电区域，不用担心由于臭氧的腐蚀而导致出现泄漏点，影响臭氧发生模块的正常运行；且放电室为一完整的空间，在板体的平面面积相同的情况下，相较于多个氧气入口、臭氧出口及放电室，提高了了臭氧电离空间的利用率，有利于提高臭氧的产率。

为了进一步提高臭氧的产率，可以将臭氧出口设置在地电极区域的中心位置。

其中，地电极是经过数控铣床加工的平整铝合金面，铝合金经过氧化处理并在表面涂覆二氧化钛；高压电极与第二板体之间设有导热板；介电体为陶瓷薄板，陶瓷薄板与导热板靠近的一面上烧结有导电银涂层，导电银涂层形成高压电极，导热板的两面涂覆导热胶，导热板的一个平面与第二板体的一面粘结，另一面与介电体粘结，在粘结过程中要注意排清空气，以便减少热阻。

第一板体100上还设有第二凹槽106，第二凹槽106包围第一凹槽101。

为了进一步提高氧气按照环形的方式进入放电间隙，在第一凹槽的边缘紧邻第一凹槽设置第二凹槽，第二凹槽的深度小于外围区域的深度。

地电极区域102内设有支撑部107，支撑部107用于控制放电间隙的高度。

支撑部可与地电极区域加工成一体成型的结构，也可采用耐臭氧材料贴覆在地电极区域的表面上。在实际使用过程中，可通过调整支撑部的厚度来控制放电室内放电间隙的高度，同时支撑部还具有良好的导流作用，可提高臭氧的产生效率。

第一板体100上还设有环形凹槽108，环形凹槽108环绕第一凹槽101，环形凹槽108内设有密封件，密封件用于密封第一板体100及第二板体200。

其中，密封件为耐臭氧腐蚀的弹性材料，优选氟橡胶垫圈。

为了保证第一板体及第二板体拼接后的放电室内的密封性，需要在第一板体与第二板体之间设置密封件，原来使用的都是具有密封作用的胶垫，这样的生产成本不仅较高，还会出现胶垫被击穿的现象，通过本实施例设计的结构，不仅可节约成本，而且第一板体及第二板体之间的密封性良好，这样可以增加放电腔室内的耐压性，并在损坏击穿时无可燃物。

高压电极上设有高压线连接件，第二板体200上设有高压线通孔201，高压线连接件的直径小于高压线通孔201的直径；

高压线通过设在第二板体200上的高压线出口203穿设高压线通道202，从高压线通孔201伸出，并与高压电极上的高压线连接件连接。高压线的另一端与外界的高压/高频电源连接。

高压线通孔的直径大于高压线连接件的直径，用于避免导线与高压电极之间发生短路。

第一板体100上还设有氧气通道109及臭氧通道110，氧气通道109及臭氧通道110开设在与第一凹槽101所在平面相邻的平面上。

实施例2

如图1-4所示，本实施例示例了一种臭氧发生器，包括至少一组如实施例1中所述的臭氧发生模块及第一端盖300和第二端盖400；

背离第一凹槽101所在平面的第一板体100的平面上设有第一冷却剂通道111；背离高压电极所在平面的第二板体200的平面上设有第二冷却剂通道204；第一端盖300上设有与第二冷却剂通道204相配合的第三冷却剂通道301；第二端盖400上设有与第一冷却剂通道111相配合的第四冷却剂通道401。

通过在臭氧发生装置的各组成部分上设置相互配合的冷却剂通道，且冷却剂通道为多次折弯的通道，这样设计的结构不仅可以节约生产成本，还可以增加冷却剂在冷却剂通道内停留的时间，从而充分与第一板体及第二板体进行热交换，带走产生臭氧时生成的热量，降低臭氧发生装置的温度，降低臭氧的分解率；保证生成的臭氧浓度维持在较高水平，同时，有利于臭氧发生模块的稳定性。

冷却剂为流动性的冷却剂，可以为气体或液体，例如可以是空气或水，本实施例优选为冷却水，冷却方式为循环冷却方式。

优选的，包括至少两组臭氧发生模块，其中，第一板体100及第二板体200依次交叉排布；相邻的臭氧发生模块之间的第一冷却剂通道111与第二冷却剂通道204相配合。

与第一凹槽101所在平面相邻的第一板体100的平面上设有第一冷却剂进出口112；与第三冷却剂通道301所在平面相邻的第一端盖300上的平面上设有第二冷却剂进出口302。

第一板体100、第二板体200、第一端盖300及第二端盖400的四周均设有一排孔113，其中，孔113用于与相邻组件以及其他组件的固定。

当臭氧发生模块至少包括两组时，假设臭氧发生模块的第一板体为a、第二板体为b，则两臭氧发生模块之间的位置关系为a+b+a+b+…，然后在两侧的a与b上分别连接第二端盖与第一端盖，臭氧发生模块之间的连接方式为并联，各臭氧发生模块独立工作，当其中某个模块发生故障时，不会影响其他模块的工作效率，保证了臭氧发生器的正常运行，且维修成本降低。

该臭氧发生器制备的臭氧浓度在20％左右。

实施例3

如图5所示，本实施例示例的臭氧发生器由一组臭氧发生模块与第一端盖300及第二端盖400组成。

第一端盖与第二板体之间形成冷却剂循环腔，第二端盖与第一板体之形成冷却剂循环腔，气体及冷却剂进入腔与第一端盖及第一板体上的气体通道、冷却剂进出口连通。

实施例4

如图6所示，本实施例示例了一种臭氧发生器，该臭氧发生器包括并联组合的四组臭氧发生模块，以及设置于臭氧发生模块的两端的第一端盖300及第二端盖400，高压线从高压线出口203伸出，并与外界的高压/高频电源连接。

第一端盖与第二板块紧固连接后，它们之间的冷却剂通道形成冷却剂循环腔，相邻臭氧发生模块的第二板块与第一板块之间形成冷却剂循环腔，末端臭氧发生模块的第一板块与第二端盖之间也形成冷却剂循环腔，冷却剂通道的多道折弯结构，可以增加冷却剂在冷却剂通道内的流动时间，使热交换更加彻底，有利于降低臭氧发生器内的温度，保证臭氧浓度维持在一较高水平。

其中，臭氧发生模块之间通过第一板体及第二板体上的孔螺纹连接在一起，这种连接方式相较于通过丝杠拉紧的组装方式更牢固，结构更紧固。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域人员的公知技术。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。