专利名称：高效臭氧消毒管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电真空器件，特别是一种高效臭氧发生管。
传统的臭氧发生管是用镍杆作为内电极，置于充有氩气的圆柱形玻璃管中组成，其高压放大面积小，臭氧生成量低。为解决这个问题，本申请人发明了一种高效臭氧发生管，专利号为91213962.5，它改进了传统的用镍杆作内电极的设计，而采用空心金属圆柱体作内电极，增大了高压放电的面积，提高了臭氧产量，使管式臭氧产生器件进入了一个新阶段。但在上述专利的高效臭氧发生管的专利文件中，只笼统地提出空心金属体内电极与玻璃管的内径要有一定间隙，但没有给出该间隙的最佳范围，这与本申请人的当时的理论和实践的局限有关。实际上，空心金属体内电极与玻璃管之间的间隙是很有讲究的，它直接影响到臭氧发生管的臭氧生成量。
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种臭氧生成量更高的高效臭氧消毒管。
本实用新型的技术解决方案一种高效臭氧消毒管，它由内置的空心金属圆柱体、外包裹金属(铝)网的玻璃管组成，玻璃管的内部充有氩或氖的惰性气体，两端安装有管帽，空心金属圆柱体作为内电极，它通过膨胀系数与玻璃管膨胀系数相同的金属丝与一端管帽相连，金属(铝)网作为外电极，它通过金属丝与玻璃管的另一端管帽相连，其特征在于空心金属圆柱体与玻璃管之间的间距应小于或等于玻璃管内半径的2/5。
本实用新型通过理论和实践的证明，将空心金属体内电极与玻璃管之间的间隙控制在特定范围，其间隙必须满足最起码的距离，即该间距应小于或等于玻璃管内壁半径的2/5。而且随着管径的加大及间距的减小，臭氧产量相应增加，使臭氧消毒管在一定的高电压作用下，产生较91213962.5专利臭氧发生管更大的臭氧量，并使空心金属圆柱体内电极与玻璃管更容易满足同心的要求，而这对增大臭氧产量也是非常必要的。本实用新型结构简单，生产容易，臭氧生成量大大提高，在相对湿度为90％时仍能继续工作，使用寿命长达10000小时以上，具有广阔的市场前景。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是
图1的中间断面结构示意图及各部件的半径标示图；图3是本实用新型的等效电路原理图。
如
图1、2，本实用新型仍由内置的空心金属圆柱体1、外包裹金属(铝)网3的玻璃管2组成，玻璃管2的内部充有氩或氖的惰性气体，两端安装有管帽4，空心金属圆柱体1作为内电极，它通过膨胀系数与玻璃管2膨胀系数相同的金属丝与一端管帽4相连，金属(铝)网3作为外电极，它或者通过金属丝与玻璃管2的另一端管帽4相连，或者在其上绕一金属丝作为外电极的高压引入线。金属(铝)网3必须紧贴在玻璃管2的外壁，以保证整个臭氧消毒管产生半电晕放电。空心金属圆柱体1内电极的两端外壁设有多个簧片，以保证内电极圆柱体1与玻璃管2处于同心安装位置。图2中的r1为空心金属圆柱体1的半径，r2为玻璃管2的内半径，r3为玻璃管2的外半径，r4为金属(铝)网3的半径。本实用新型的特点是，将空心金属圆柱体1与玻璃管2之间的间距s控制在一特定范围，即s应小于或等于玻璃管2半径r2的2/5。换句话说，空心金属圆柱体1的半径r1应等于或大于玻璃管2内半径r2的3/5。
理论和实践证明，为了高效率的产生臭氧，要求空心金属圆柱体1内电极与玻璃管2内壁或金属(铝)网3外电极之间的间距要小，当臭氧消毒管作用高压电源后，在管的周围就形成半电晕放电空间，使一些氧分子聚合成臭氧。臭氧消毒管周围的半电晕放电过程与作用其上的电压或电场强度的大小有密切的关系。而所需电压或电场强度的大小又与臭氧消毒管内、外两电极间的距离和玻璃管壁厚互有影响。
为了说明这个道理，可以将本实用新型的臭氧消毒管等效为三个电容串联，如图3所示，图3中C1为空心金属圆柱体l内电极与玻璃管2内壁之间的等效电容，C2为玻璃管2内、外壁之间的等效电容，C3为玻璃管2外壁与金属(铝)网3外电极之间的等效电容。其中C1=2πϵllnr2/r1]]>C2=2πϵoϵrllnr3/r2]]>C3=2πϵollnr4/r3]]>式中ε为惰性气体的介电常数，εo=8.85×10-2法拉/米，εr为玻璃介质的相对介电常数，l为内电极长度。
假设u1为分布在空心金属圆柱体1内电极与玻璃管2内壁上的电压，则其电场强度为Egl=u1rlnr2/r1]]>式中r1≤r≤r2。
假设u2为分布在玻璃管2内、外壁上的电压，相应的电场强度为Eg2=u2r′lnr3/r2]]>式中r2≤r′≤r3。
假设u3为分布在玻璃管外壁与金属(铝)网3外电极之间的电压，相应的电场强度为Eg3=u3r′′lnr4/r3]]>式中r3≤r″≤r4。
因施加在臭氧消毒管上的电压为u=u1+u2+u3于是得u=Eg(rlnr2/r1+r′lnr3/r2+r″lnr4/r3)式中Eg=Eg1=Eg2=Eg3。
上式表示了臭氧消毒管的几何尺寸、介质材料与施加在臭氧消毒管上电压之间的关系。
显然，加大内电极的半径r1和减小外电极的半径r4有利于降低作用在臭氧消毒管上的电压。在设计臭氧消毒管装置时，应当力求臭氧产量在足够大的前提下，尽可能采用较低的工作电压，这对于更容易的提供高压电源或是增加装置的绝缘安全性能都是十分必要的。
本实用新型的臭氧消毒管在相对湿度为90％时仍能继续工作，使用寿命长达10000小时以上，这在实际应用中是极其可贵的。
权利要求1.一种高效臭氧消毒管，它由内置的空心金属圆柱体、外包裹金属网或铝网的玻璃管组成，玻璃管的内部充有氩或氖的惰性气体，两端安装有管帽，空心金属圆柱体作为内电极，它通过膨胀系数与玻璃管膨胀系数相同的金属丝与一端管帽相连，金属网或铝网作为外电极，它通过金属丝与玻璃管的另一端管帽相连，其特征在于空心金属圆柱体与玻璃管之间的间距应小于或等于玻璃管的内半径的2/5。
2.按权利要求1所述的高效臭氧消毒管，其特征在于所述金属网或铝网必须紧贴在玻璃管的外壁，以保证整个臭氧消毒管产生半电晕放电。
专利摘要本实用新型涉及一种高效臭氧发生管,它由内置的空心金属圆柱体、外包裹金属(铝)网的玻璃管组成,玻璃管的内部充有氩或氖的惰性气体,两端安装有管帽,空心金属圆柱体作为内电极,它通过膨胀系数与玻璃管膨胀系数相同的金属丝与一端管帽相连,金属网作为外电极,它通过金属丝与玻璃管的另一端管帽相连,其特征在于空心金属圆柱体与玻璃管之间的间距应小于或等于玻璃管内半径的2/5。本实用新型结构简单,生产容易,臭氧生成量大大提高。
文档编号C01B13/11GK2347956SQ9822717
公开日1999年11月10日 申请日期1998年6月26日 优先权日1998年6月26日
发明者冯纯乙 申请人:冯纯乙