介质阻挡放电板及板式臭氧发生器的基础单元构件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种介质阻挡放电板，包括板本体，所述板本体上分别设置有氧气入口、臭氧出口以及相应的氧气通道和臭氧通道，所述板本体的中部还设有冷却通道以及相应的冷却水入口和冷却水出口，所述冷却通道的上、下两面各设有一高压组件。其中，所述高压组件包括呈凹槽状的陶瓷皿，所述陶瓷皿的凹槽内设有一“口”字形橡胶垫圈以及位于该橡胶垫圈内的、从上至下层叠设置的复合电极板和导热硅胶垫。本实用新型还公开了一种由所述介质阻挡放电板和冷却板构成的板式臭氧发生器的基础单元构件。此外，本实用新型还公开一种包括至少一组所述基础单元构件的板式臭氧发生器模块，以及由至少一组该板式臭氧发生器模块构成的大型板式臭氧发生器机组。
【专利说明】
介质阻挡放电板及板式臭氧发生器的基础单元构件
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种板式臭氧发生器的构件，具体涉及一种介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge，DBD)板。此外，本实用新型还涉及一种包括所述介质阻挡放电板的板式臭氧发生器的基础单元构件以及臭氧发生器模块，属于臭氧生产设备制造领域。
【背景技术】
[0002]1898年，奥托(Otto)等在法国的里尔试验了一种新的原型板式臭氧发生器，并在法国尼斯市建起了一座臭氧处理水厂。然而，在此后的发展中，管式臭氧发生器一直占据市场主流位置，而板式臭氧发生器的崛起则是近十年的事。
[0003]相对于管式臭氧发生器，板式臭氧发生器具有天然的优势:加工方便、易于实现模块化、产气效率高、节省空间等。随着技术的发展，新技术、新材料、新工艺的采用，板式臭氧发生器在水处理、环保、医药、食品等行业有着广泛的应用及应用前景。
[0004]理论与实践表明，在生产臭氧的过程中，有85%以上的能量以声、光、热的形式被耗散掉。因此，良好的冷却是保证臭氧发生器长期、稳定运行的必要条件，也是设计高效臭氧发生器必须解决的问题。
[0005]CN2841629Y公开了一种组合板式高频大型臭氧发生器，由地电极、陶瓷片介电体、导热垫片、高压电极、弹性脚垫、端部密封件等组成，其中，地电极内设有水冷管，各相邻管路互相连通，且两端部设有进水口和出水口，可实现节能高效、产气量大的特点。CN103387212B公开了一种模块化板式臭氧发生器，其在DBD模块中集成封装高频/高压电极、水冷地电极、阻挡介质、放电气室以及气体通道和冷却液通道等基本要素，其中，地电极附着在冷却槽板的表面，且冷却槽板的背面加工有多条水槽，有利于进行规模化生产。
[0006]然而，上述现有技术所代表的是一种通行的板式DBD臭氧发生器模块结构，其无一例外地采用了水冷地电极，而背靠背的两块电极板之间不采用冷却；由于其间积蓄的热量无法散发，导致电极板温度升高，进而传导到电离室，最终影响臭氧产生的效率。
[0007]采用地电极侧和高压侧同时冷却的方法，可有效改善臭氧生产的工况，提高臭氧的产量、浓度及效率。然而，由于高压侧冷却涉及到上万伏的高压，需要在保证可靠绝缘的前提下实现高效导热，同时要确保冷却液不能泄露到高压部分，这在技术上和加工工艺上均存在较高的难度。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可高效、高质生产臭氧的介质阻挡放电板(DBD板)。此外，本实用新型的另一目的在于提供一种由所述介质阻挡放电板构成的板式臭氧发生器的基础单元构件。本实用新型的再一目的在于提供一种含有所述基础单元构件的臭氧发生器模块。
[0009]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0010]一种介质阻挡放电板，包括板本体，所述板本体上分别设置有氧气入口、臭氧出口以及相应的氧气通道和臭氧通道，所述板本体的中部还设有冷却通道以及相应的冷却水入口和冷却水出口，所述冷却通道的上、下两面各设有一高压组件。
[0011]优选的是:所述高压组件包括呈凹槽状的高绝缘/高导热陶瓷皿，所述陶瓷皿的凹槽内设有一“口”字形橡胶垫圈以及位于该橡胶垫圈内的、从上至下层叠设置的复合电极板和导热硅胶垫。
[0012]优选的是:所述复合电极板包括从上至下层叠设置的介质板、电极以及背板。
[0013]优选的是:所述高压组件相对于冷却通道的上、下两面，通过陶瓷皿设置于所述板本体上的相应凹槽内。
[0014]优选的是:所述冷却通道为蛇形结构，所述板本体上还设有电源接口。
[0015]本实用新型的另一目的，一种板式臭氧发生器的基础单元构件，其包括如上所述的介质阻挡放电板以及分别位于其正、反两面的两块冷却板。
[0016]优选的是:所述冷却板包括冷却板本体，其包括热交换通道以及相应的冷却液入口和冷却液出口，所述冷却板还包括设置于冷却板本体表面的、与复合电极相对的地电极以及设于地电极表面上的垫片，且所述垫片在所述复合电极和地电极之间形成电离室。
[0017]优选的是:所述热交换通道为湍流结构。
[0018]本实用新型的再一目的，一种板式臭氧发生器模块，其包括至少一组如上所述的基础单元构件。
[0019]本实用新型的又一目的，一种大型板式模块化臭氧发生器机组，其包括至少一组如上所述的臭氧发生器模块。
[0020]本实用新型的有益效果在于，本实用新型通过在介质阻挡放电板中增加冷却通道，通过高压侧、低压侧同时冷却的方式，可将电离室的工况调整到最佳。同时，通过高绝缘/高导热陶瓷皿、导热硅胶垫等构件，在保证可靠绝缘的前提下实现了高效导热，有利于臭氧的尚效、尚质生广。
【附图说明】
[0021 ]图1示出了本实用新型所述的介质阻挡放电板的剖视图；
[0022]图2示出了本实用新型所述的介质阻挡放电板的俯视图；
[0023]图3示出了本实用新型所述的高压组件的剖视图；
[0024]图4示出了本实用新型所述的板式臭氧发生器的基础单元构件的各种视图，其中，图4a为平面图，图4b为俯视图，图4c为剖视图；
[0025]图5示出了本实用新型所述的冷却板的剖视图；
[0026]图6根据本实用新型的一种实施方式，示出了由所述基材单元构件连接而成的臭氧发生器模块。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做进一步说明。
[0028]如图1和图2所示，本实用新型所述的介质阻挡放电板(DBD板)包括板本体I，所述板本体I上分别设置有氧气入口 2、臭氧出口 3以及分别与所述氧气入口 2和臭氧出口 3相连的相应的氧气通道4和臭氧通道13，所述板本体I的中部设有冷却通道10以及与之相同的相应的冷却水入口 14a和冷却水出口 14b，在本实用新型中，所述冷却通道10可采用蛇形结构或是其它有利于散热的结构，且所述冷却通道10的内表面经过钝化处理。此外，所述介质阻挡放电板还包括对称设置于所述冷却通道10上、下两面的高压组件，如图3所示，所述高压组件包括凹槽状高绝缘/高导热陶瓷皿12、分别设置于陶瓷皿12凹槽内的一“口”字形氟橡胶垫圈5以及位于该氟橡胶垫圈5的开口内的复合电极板和导热硅胶垫11。其中，所述复合电极板包括从上至下层叠设置的介质板7、电极6以及背板9，且通过将所述导热硅胶垫11的两面涂覆导热硅胶，将高绝缘/高导热陶瓷皿12与所述复合电极板粘接为一体形成所述高压组件。需要注意的是，在粘接过程中应注意排清空气，以便减少热阻。本实用新型如上所述的高压组件粘接完成后，在其底部(即，陶瓷皿12的底部)涂覆导热硅胶，随后相对于冷却通道10上、下两面将其粘接至设置于板本体I上的相应凹槽内。同样地，在粘接过程中应注意排清空气，以便减少接触热阻。此外，本实用新型所述的介质阻挡放电板还包括板本体I上的(高频/高压)电源接口 15。在本实用新型中，所述的介质阻挡放电板本体I由铝材加工而成，且其表面整体进行陶瓷化处理。
[0029]本实用新型如上所述的介质阻挡放电板可与冷却板构成板式臭氧发生器的基础单元构件。如图4所示，所述板式臭氧发生器的基础单元构件包括本实用新型如上所述的介质阻挡放电板A，且所述介质阻挡放电板A正、反两面的各设有一冷却板B。如图5所示，所述冷却板B包括板本体2，其上分别设置有冷却液入口、冷却液出口、以及设置于所述冷却板本体2内部的、位于冷却液入口和冷却液出口之间的与所述冷却液入口和冷却液出口相通的热交换通道21。在本实用新型中，所述热交换通道21优选湍流结构。所述冷却板还包括设置于冷却板本体2的表面的、与复合电极板相对地电极23以及设于地电极23表面上的向外凸起的垫片22。在本实用新型中。所述地电极23的表面经精加工后再进行陶瓷化处理，且其在冷却板上的空间位置与DBD板的复合电极中的介质板7两两相对。所述垫片22在复合电极和地电极23之间形成狭隘的放电空间，S卩，图1中所示的电离室6。本实用新型如上所述的冷却板可采用铝精铸一次成型，或分体加工成型后用冷钎焊或搅拌摩擦焊工艺，使之成为一个整体，此为现有技术，在此不再赘述。
[0030]本实用新型如上所述的板式臭氧发生器的基础单元构件的工作过程为:从气源来的氧气经氧气入口 2以及位于板本体I正、反两面的相应的两个氧气通道4进入电离室6，在等离子状态下变为臭氧和氧气的混合气体，随后从位于板本体I正、反两面的相应的两个臭氧通道13经臭氧出口 3送出。与此同时，冷却液分别经介质阻挡放电板A上的冷却水入口 14a和介质阻挡放电板A两侧的冷却板B的冷却液入口分别进入介质阻挡放电板A上的冷却通道10和冷却板B上的热交换通道21，并经由相应的冷却水出口 14b和冷却液出口送出，可在臭氧生产过程中，对高压侧和低压侧进行同时冷却，将电离室的工况调整到最佳。
[0031]本实用新型如上所述的板式臭氧发生器的基础单元构件，不仅可单个使用，还可多个组装使用，以形成不同规模、可适应不同应用的板式DBD臭氧发生器模块。优选地，所述臭氧发生器模块中，多个基础单元构件对称布置。例如，所述的臭氧发生器模块可集成封装4个如上所述的DBD基础单元构件，从而其产率为单个DBD基础单元构件的4倍。
[0032]本实用新型如上所述的臭氧发生器模块，不仅可单个使用，还可多个组装使用，以形成不同规模、面向不同应用的大型模块化臭氧发生器机组。例如，可将多个臭氧发生器模块“并联”使用，各臭氧发生器模块均为“冷却板B+阻挡介质板A+冷却板B”的“三明治”结构，且为便于每个模块的独立插拔，在组装时，相邻两模块之间留有间隙。在该臭氧发生器机组中，每一模块优选独立供电，即，每一臭氧发生器模块各配置相应的电源，从而形成满足“即插即拔”需求的大型模块化臭氧发生器机组。更优选地，各臭氧发生器模块内嵌CHJ电源。该组装方式，其理论上可进行任意数量臭氧发生器模块的组装，且在大型系统应用中，可将数个臭氧发生器模块组装成一个机组，再将多个此类机组分层装入机柜。
[0033]此外，如图6所示，多个臭氧发生器模块还可以“串联+并联”的方式结合使用。按如图6所示的气、水管道的连接方式，气、水在物理上彻底隔离，但流动方向相反，为电离室提供良好的工况。本实用新型所采用的冷却水/冷却液可采用纯水，冷却方式可采用温度可控的内循环冷却方式，此为现有技术，在此不再赘述。
[0034]本实用新型已通过优选的实施方式进行了详尽的说明。然而，通过对前文的研读，对各实施方式的变化和增加也是本领域的一般技术人员所显而易见的。
【申请人】的意图是所有这些变化和增加落在了本实用新型权利要求的保护范围中。
[0035]相似的编号通篇指代相似的元件。为清晰起见，在附图中可能有将某些线、层、元件、部件或特征放大的情况。
[0036]本文中使用的术语仅为对具体的实施例加以说明，其并非意在对本实用新型进行限制。除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)均与本实用新型所属领域的一般技术人员的理解相同。还须明确的是，除在本文中有明确的定义外，诸如字典中通常定义的术语应该解释为在本说明书以及相关技术的语境中可具有一致的意思，而不应解释的理想化或过分形式化。公知的功能或结构处于简要和清楚地考虑或不再赘述。
【主权项】
1.一种介质阻挡放电板，包括板本体，其特征在于:所述板本体上分别设置有氧气入口、臭氧出口以及相应的氧气通道和臭氧通道，所述板本体的中部还设有冷却通道以及相应的冷却水入口和冷却水出口，所述冷却通道的上、下两面各设有一高压组件。2.根据权利要求1所述的介质阻挡放电板，其特征在于:所述高压组件包括呈凹槽状的陶瓷皿，所述陶瓷皿的凹槽内设有一“口”字形橡胶垫圈以及该橡胶垫圈内的、从上至下层叠设置的复合电极板和导热硅胶垫。3.根据权利要求2所述的介质阻挡放电板，其特征在于:所述复合电极板包括从上至下层叠设置的介质板、电极以及背板。4.根据权利要求2或3所述的介质阻挡放电板，其特征在于:所述高压组件相对于冷却通道的上、下两面，通过陶瓷皿设置于所述板本体上的相应凹槽内。5.根据权利要求1-3中任意一项所述的介质阻挡放电板，其特征在于:所述冷却通道为蛇形结构，所述板本体上还设有电源接口。6.一种板式臭氧发生器的基础单元构件，其特征在于:包括权利要求1-5中任意一项所述的介质阻挡放电板以及分别位于其正、反两面的两块冷却板。7.根据权利要求6所述的基础单元构件，其特征在于:所述冷却板包括冷却板本体，其包括热交换通道以及相应的冷却液入口和冷却液出口，所述冷却板还包括设置于冷却板本体表面的、与复合电极相对的地电极以及设于地电极表面上的垫片，且所述垫片在所述复合电极和地电极之间形成电离室。8.根据权利要求7所述的基础单元构件，其特征在于:所述热交换通道为湍流结构。9.一种板式臭氧发生器模块，其特征在于:包括至少一组如权利要求6-8中任意一项所述的基础单元构件。10.一种大型板式模块化臭氧发生器机组，其特征在于:包括至少一组如权利要求9所述的臭氧发生器模块。
【文档编号】C01B13/11GK205634886SQ201620360225
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】罗范生, 王保东
【申请人】北京天择昌宁环境技术股份有限公司