市售汞灯(功率35W)为紫外光源的臭氧产生装置(OzoneTechno I ogy,型号UV-10 )。因为萊是液体,必须等待一段加温的时间，才会转变成蒸气，气体分子再受电子撞击才会放出紫外光。因此，比较例I的臭氧产生装置产生臭氧的速度较慢(图中斜率较低)。比较例2是以准分子灯为紫外光源的臭氧产生装置，其结构如图SC所绘示。图8C的臭氧产生装置和图6所绘示的本发明的臭氧产生装置相似，其差异在于，在比较例2的臭氧产生装置中，灯管保护套分别抵靠在腔体的两个端面，而进气口和排气口分别设置在腔体的侧壁上。气体从进气口通入以后，其移动路径大致如图8C中的箭头所示，然而，在此设计下，由于臭氧产生装置没有进气缓冲空间也没有排气缓冲空间，因此气体不能均匀地散布在腔体内，也不能顺利地往排气口流动，反而在进气处和排气处都会形成滞留区R，使气体困在灯管和腔体侧壁之间。臭氧是一种半衰期很短的化合物，一旦滞留在反应腔体内，不久就又会转变为氧气，使得能量徒然耗费，而使臭氧产生装置的产效、产能不佳。
[0117]由于采用了准分子灯，和比较例I相较之下，比较例2的臭氧产生装置产生臭氧的速度快了很多。然而由于前述设计上的缺陷，比较例I和2的最大臭氧浓度却相去不远。
[0118]实验例I使用的是以准分子灯为紫外光源，且结构设计如图6所示的臭氧产生装置。就如同图6和图SC的差异仅在进气缓冲空间和排气缓冲空间的有无一样，实验例I和比较例2的差异也仅在于此；臭氧产生装置的各个构件的材料、尺寸基本上都是相同的。在实验例I中，准分子灯的灯管是石英管，长度140_，金属内电极穿入石英管中，金属网状外电极接地。在石英管内充填约300torr的Xe气。启动电压1500V(60kHz)。这种准分子灯产生的就是波长约172nm的紫外光。
[0119]如图8A所示，实验例I的臭氧产生装置不但产生臭氧的速度很快(在三条曲线中斜率最大)，最后能够稳定达到的臭氧浓度也远高于比较例I和比较例2，几乎达到两倍以上。这证实了本发明的效果。
[0120]图SB呈现的则是比较例1、比较例2和实验例I的臭氧产生装置在不同流速条件下表现的产率。参照图8B，和比较例I相比，由于比较例2采用了准分子灯，其可以用相对较低的功率生成浓度相当的臭氧，因此其产率有所提高。至于实验例I的臭氧产生装置，由于它独特的结构设计(特别是进气缓冲空间的设置)，其臭氧产率更是远远超过比较例I和2。
[0121]图9A和图9B呈现了实验例2和实验例3的臭氧产生装置在工作时，产生的臭氧浓度和时间的关系。实验均在气体流速18L/min的条件下进行。实验例2和实验例3都使用如同图6所绘的臭氧产生装置。差异之处在于进气缓冲空间的长度L1不同。实验例2的L1是6_。实验例3的L1是0.5_。由此可见，只要进气缓冲空间存在，至少在其长度介于0.5mm和6mm之间时都能完成缓冲、均勻分布气体的效果。
[0122]综上所述，本发明着重在臭氧产生装置的气体流场设计，且也可以兼顾制作和组装的便利，也不需太高成本。本发明的设计使得外部气体(例如空气或是纯氧气)均匀地通过紫外光源的表面，如此，产生的臭氧浓度相当高，解决了当前使用紫外光源的臭氧产生装置制作复杂、成本高、腔体容易破裂等问题。
[0123]虽然结合以上实施例对本发明作了说明，然而，其并非用以限定本发明。任何所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提内，可作些许的更动与润饰。故本申请案的保护范围当以所附的权利要求所界定的为准。
【主权项】
1.一种臭氧产生装置，包括: 反应腔体，包括第一端面、第二端面以及与该第一及第二端面连接的侧壁； 紫外光源，置于该反应腔体内，其中该紫外光源与该反应腔体的侧壁之间形成气体反应空间；以及 第一灯管保护套，具有底部和套体，以定义出一容置空间，其中该紫外光源的一端置于该容置空间内，且该第一灯管保护套的该底部、该反应腔体的该第一端面以及该反应腔体的一部分该侧壁共同定义出进气缓冲空间，其中当气体经由进气口通入该反应腔体时，该气体先流入该进气缓冲空间，再流入该气体反应空间。
2.如权利要求1所述的臭氧产生装置，其中该第一灯管保护套的该套体与该反应腔体的该侧壁之间构成进气通道，且当该气体由该进气口通入该反应腔体时，该气体先流入该进气缓冲空间，再经由该进气通道流入该气体反应空间。
3.如权利要求2所述的臭氧产生装置，其中该进气通道的宽度小于3_。
4.如权利要求1所述的臭氧产生装置，其中该第一灯管保护套具有多个沟槽，且该些沟槽与该反应腔体的该侧壁构成多个进气通道，当该气体由该进气口通入该反应腔体时，该气体先流入该进气缓冲空间，再经由该些进气通道流入该气体反应空间。
5.如权利要求4所述的臭氧产生装置，其中该些沟槽的深度小于1mm。
6.如权利要求4所述的臭氧产生装置，其中该些沟槽在该第一灯管保护套的该底部以放射状形式排列。
7.如权利要求1所述的臭氧产生装置，其中该第一灯管保护套具有多个贯穿孔，且当该气体由该进气口通入该反应腔体时，该气体先流入该进气缓冲空间，再经由该些贯穿孔流入该气体反应空间。
8.如权利要求1所述的臭氧产生装置，其中该紫外光源包括: 灯管，其中放电气体填充在该灯管中； 内电极，配置在该灯管内部，且其一端延伸至该灯管外部；以及 外电极，其一部分和该第一灯管保护套接触，且两者电连接。
9.如权利要求1所述的臭氧产生装置，其中该紫外光源包括: 外管； 内管，位于该外管内，其中放电气体填充在该外管以及该内管之间； 外电极，配置于该外管的外壁上；以及 内电极，配置于该内管的内壁上。
10.如权利要求1所述的臭氧产生装置，其中该紫外光源包括: 灯管，其中放电气体填充在该灯管中； 外电极，配置于该灯管的外壁上；以及 内电极，位于该灯管内。
11.如权利要求9或10所述的臭氧产生装置，其中该内电极穿出该反应腔体且和该反应腔体电性绝缘，而该外电极通过和该第一灯管保护套接触而和该反应腔体电连接。
12.如权利要求1所述的臭氧产生装置，还包括第二灯管保护套，其具有底部和套体，该第二灯管保护套的该底部和该套体定义出另一容置空间，其中该紫外光源的另一端置于所述另一容置空间内。
13.如权利要求12所述的臭氧产生装置，其中该第二灯管保护套的该底部和该反应腔体的该第二端面之间形成排气缓冲空间。
14.如权利要求13所述的臭氧产生装置，其中该进气缓冲空间和该排气缓冲空间的长度分别大于或等于0.5mm。
15.如权利要求13所述的臭氧产生装置，其中该排气缓冲空间和该反应腔体的排气口直接相通。
16.如权利要求15所述的臭氧产生装置，其中该第二灯管保护套的该套体与该反应腔体的该侧壁之间构成排气通道。
17.如权利要求16所述的臭氧产生装置，其中当该气体由该进气口通入该反应腔体时，该气体先流入该进气缓冲空间，再经由该进气通道流入该气体反应空间，接着经由该排气通道流入该排气缓冲空间，最后经由该排气口流出该反应腔体。
18.如权利要求1所述的臭氧产生装置，其中该紫外光源和该反应腔体的中心轴重合。
19.如权利要求1所述的臭氧产生装置，其中该紫外光源和该反应腔体的该侧壁的距离小于3mm。
20.如权利要求1所述的臭氧产生装置，其中该进气缓冲空间垂直该反应腔体的中心轴的截面面积大于等于该进气通道垂直该反应腔体的该中心轴的截面面积。
21.如权利要求1所述的臭氧产生装置，其中该紫外光源为准分子灯。
【专利摘要】本发明公开一种臭氧产生装置，其包括反应腔体、紫外光源和灯管保护套。反应腔体包括第一端面、第二端面以及与第一及第二端面连接的侧壁。紫外光源置于反应腔体内，且与反应腔体的侧壁之间形成气体反应空间。灯管保护套具有底部和套体以定义出一容置空间，其中紫外光源的一端置于该容置空间内，且灯管保护套的底部、反应腔体的第一端面以及该反应腔体的该侧壁的一部分共同定义出进气缓冲空间。当气体经由进气口通入反应腔体时，先流入进气缓冲空间，再流入气体反应空间。
【IPC分类】C01B13-10
【公开号】CN104692331
【申请号】CN201410046945
【发明人】徐铭锴, 魏碧玉, 陈俊沐
【申请人】财团法人工业技术研究院
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年2月11日