专利名称：一种低耗高产高浓度板式臭氧发生器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于高频高压放电技术领域，特别提供了一种低能耗高产高浓度板式臭氧发生装置结构。
臭氧由于其强氧化性(氧化还原电位2.07V)，因而具有消毒、杀菌、农药残留处理、脱色、除味、污水净化等功能，广泛应用于工业、农业、医疗卫生、环境保护及人们日常生活的各个领域。臭氧经几十分钟后又分解成氧气，没有二次污染，也不存在任何残留物，是理想的绿色环保氧化剂。人们对环境质量的要求从公害时代的ppm级向环境时代的ppb级乃至ppn级迈进，为此要求有新的能满足环境时代要求的处理技术。臭氧将成为能满足环境时代要求的支柱技术之一。目前最常见的臭氧发生器有板式和管式两种结构，其单个元件基本结构分别如
图1和如图2所示。
图1中，平行设置的两块金属板组成两电极，一板接于高压电源的高压端上，另一板接地，在高电压作用下，两电极间的空间发生介质阻挡放电产生臭氧；图2中两电极为同轴金属圆柱管，在高压电源的作用下，两金属管电极间在管附近空间发生电晕放电发生臭氧。由于产生臭氧反应过程的能源利用率一般为15％以下，其它85％左右的能量主要是以热的形式散失在放电间隙中，较小部分转化为声和光。也就是说，电晕作为一种带内部产热的气相反应器而存在。由于空气及其它类似气体是不良热导体，电晕内的气体能达到足以使臭氧热分解变得十分显著的高温，从而降低净臭氧产量。可以认为，温度超过40℃时逆反应(臭氧分解)将占主导地位，无法正常地生成臭氧。理论和实验都证明电晕功率密度与臭氧产量是正比增加关系，电晕功率密度能加到多高，主要依赖于冷却系统的效率和电解质的击穿强度，并且是温度越低越有利于臭氧生成，因而必须对放电间隙进行冷却。冷却的效果对臭氧发生气的性能指标影响很大。风冷和油冷的结构都比较复杂，使用不便，而且维护费用较高。水是效率最高的冷却剂，但现有结构难以对高压极进行水冷，降低了冷却效率，无法满足高效臭氧生成所需的高功率密度。放电间隙较宽(约0.6mm以上)，也不利于冷却。由于金属板均不耐离子溅射及臭氧氧化，因而高压极或接地极在面向放电间隙一侧必须有保护层，若保护层是绝缘材料，将增加了容性负载及高压极和低压极的距离，从而降低了放电间隙的电场强度，降低了臭氧的产率(产量/能耗)。因而产生的臭氧浓度低，效率低。
本实用新型的目的在于提供一种低耗高产高浓度板式臭氧发生器，其可实现低能耗、高浓度、高产量地产生臭氧，并且体积小，安全可靠，质量稳定。
本实用新型提供了一种低耗高产高浓度板式臭氧发生器，由1～200个基本单元组装而成，每个基本单元包括一高压电极(1)、一接地电极(2)，高压电极(1)与接地电极(2)相对平行设置形成放电间隙(4)，高压电极(1)的放电间隙(4)侧设置电介质层A(3)，接地电极(2)间作自身水冷套，其特征在于高压电极(1)的外侧增设一水冷套(5)，高压电极(1)与水冷套(5)间由电介质层B(6)隔开；接地电极(2)的放电间隙(4)一侧设置抗离子溅射及臭氧氧化的导电导热涂层(7)；放电间隙(4)厚度为0.1～0.5mm。
此外，本实用新型中高压电极水冷套(5)与接地电极水冷套(2)之间由绝缘水管相连，共用一套水冷系统。
本实用新型中高压电极(1)的两侧电介质层(3)(6)厚度最好为0.1～0.5mm。
本实用新型中发生器的整体形状可以为圆形，由圆心处进气和出气；发生器的整体形状也可以为方形，由侧壁进气和出气。
本实用新型克服了已有技术之不足，对臭氧发生装置的电极系统结构进行了改进。将高压极埋入具有良好导热、高击穿强度的电介质氧化铝内，电介质厚度(单侧)为0.1～0.5mm，外侧与水冷装置紧密接触，因而实现了对高压极的有效水冷却。放电空间是厚度为0.1～0.5mm的平板式间隙，窄间隙的实现也增强了对放电间隙的冷却效果。接地极(兼作自身水冷套)面向放电间隙一侧的表面涂覆一层具有良好的导电、导热能力，并且抗离子溅射及臭氧氧化的材料如导电氧化物、金刚石膜等。高压极水冷套通过一定长度的绝缘水管与接地极水冷套相连。这些措施的采取，可以对放电空间施加较高的功率密度(2w/cm2以上)，并且放电维护电压较低，降低了对电介质的绝缘能力要求。因而实现了低能耗、高浓度、高产量地产生臭氧。并且体积小，安全可靠，质量稳定，便于批量生产。
下面通过实施例详述本实用新型。
附
图1为板式臭氧发生器基本结构。
附图2为管式臭氧发生器基本结构。
附图3为本实用新型方形臭氧发生器基本结构。
附图4为本实用新型圆形臭氧发生器基本结构。
附图5为两个基本单元构成的方形臭氧发生器。
附图6为两个基本单元构成的方形臭氧发生器A-A向剖示图。
附图7为两个基本单元构成的圆形臭氧发生器。
实施例1方形基本结构单元如图3所示。图3中，(2)为兼做接地极的水冷套，(7)为其上的具有良好的导热、导电能力，并且抗离子溅射及耐臭氧氧化的涂层，(3)、(6)为具有良好导热及高击穿强度的电介质，高压极(1)埋在(3)和(6)之间，(8)为高压极(1)的引出头，与高频高压电源相连，(5)为用于冷却高压极的水冷套，与电介质层(6)紧密接触，(4)为放电间隙，间隙厚度由绝缘性耐臭氧隔板(9)决定。
实施例2圆形基本结构单元如图4所示。图4中，(2)为兼做接地极的水冷套，(7)为其上的具有良好的导热、导电能力，并且抗离子轰击及耐臭氧氧化的涂层，(3)、(6)为具有良好导热及高击穿强度的电介质，高压极(1)埋在(3)和(6)之间，(8)为高压极(1)的引出头，与高频高压电源相连，(5)为用于冷却高压极的水冷套，与电介质层(6)紧密接触，(4)为放电间隙，间隙宽度由绝缘性耐臭氧隔板(9)决定。(2)、(1)、(7)、(3)、(6)、(5)在圆心处开有适当半径的同心圆孔，用于含臭氧气体的导出通道，原料气体沿半径方向进入放电间隙(4)，由出口排出。
本实用新型设计出了方形和圆形两种板式臭氧发生器。两个放电间隙的实施例分别如图5和图6所示。多个放电间隙的实施依此类推。其结构上的共同点在于高压极都埋在与其形状相似，且具有良好导热、高击穿强度的电介质内，外侧与水冷套紧密接触；接地极兼作水冷套，并通过一定长度的绝缘水管与高压极水冷套相连，共用一套水冷系统；接地极面向放电间隙一侧涂覆一层具有良好的导电、导热能力，且耐离子溅射和臭氧氧化的材料。
实施例3
如图5所示，其中(1)为兼作接地极的水冷套，(7)为其上的具有良好的导热、导电能力，并且抗离子轰击及耐臭氧氧化的涂层，(3)、(6)为具有良好导热及高击穿强度的电介质，高压极(1)埋在(3)和(6)之间，(8)为高压极(1)的引入线，与高频高压电源相连，(5)为用于冷却高压极的水冷套，与电介质层(6)紧密接触，(4)为放电间隙，间隙厚度由绝缘性耐臭氧隔板(9)决定。
实施例4如图6所示，其中(1)为兼作接地极的水冷套，(7)为其上的具有良好的导热、导电能力，并且抗离子轰击及耐臭氧氧化的涂层，(3)、(6)为具有良好导热及高击穿强度的电介质，高压极(1)埋在(3)和(6)之间，(8)为高压极(1)的引入线，与高频高压电源相连，(5)为用于冷却高压极的水冷套，与电介质层(6)紧密接触，(4)为放电间隙，间隙厚度由绝缘性耐臭氧隔板(9)决定。
权利要求1.一种低耗高产高浓度板式臭氧发生器，由1～200个基本单元组装而成，每个基本单元包括一高压电极(1)、一接地电极(2)，高压电极(1)与接地电极(2)相对平行设置形成放电间隙(4)，高压电极(1)的放电间隙(4)侧设置电介质层A(3)，接地电极(2)间作自身水冷套，其特征在于高压电极(1)的外侧增设一水冷套(5)，高压电极(1)与水冷套(5)间由电介质层B(6)隔开；接地电极(2)的放电间隙(4)一侧设置抗离子溅射及臭氧氧化的导电导热涂层(7)；放电间隙(4)厚度为0.1～0.5mm。
2.按照权利要求1所述低耗高产高浓度板式臭氧发生器，其特征在于高压电极水冷套(5)与接地电极水冷套(2)之间由绝缘水管相连，共用一套水冷系统。
3.按照权利要求1或2所述低耗高产高浓度板式臭氧发生器，其特征在于高压电极(1)的两侧电介质层(3)(6)厚度为0.1～0.5mm。
4.按照权利要求1或2所述低耗高产高浓度板式臭氧发生器，其特征在于发生器的整体形状为圆形，由圆心处进气和出气。
5.按照权利要求3所述低耗高产高浓度板式臭氧发生器，其特征在于发生器的整体形状为圆形，由圆心处进气和出气。
6.按照权利要求1或2所述低耗高产高浓度板式臭氧发生器，其特征在于发生器的整体形状为方形，由侧壁进气和出气。
7.按照权利要求3所述低耗高产高浓度板式臭氧发生器，其特征在于发生器的整体形状为方形，由侧壁进气和出气。
专利摘要一种低耗高产高浓度板式臭氧发生器,由1～200个基本单元组装而成,每个基本单元包括一高压电极、一接地电极,高压电极与接地电极相对平行设置形成放电间隙,高压电极的放电间隙侧设置电介质层A,接地电极间作自身水冷套,其特征在于:高压电极的外侧增设一水冷套,高压电极与水冷套间由电介质层B隔开;接地电极的放电间隙一侧设置抗离子溅射及臭氧氧化的导电导热涂层;放电间隙厚度为0.1～0.5mm。本实用新型可实现低能耗、高浓度、高产量地产生臭氧,并且体积小,安全可靠,质量稳定。
文档编号C01B13/11GK2372307SQ99223848
公开日2000年4月5日 申请日期1999年5月19日 优先权日1999年5月19日
发明者孙家言, 崔雨生, 龙梅, 刘庆玉, 郑林丽, 刘冲, 李胜芳, 徐展, 王书文, 王旭, 王瑞杰 申请人:沈阳东宇企业集团有限公司研究院