一種臭氧發(fā)生單元及應(yīng)用其的臭氧發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于臭氧發(fā)生器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種臭氧發(fā)生單元及應(yīng)用其的臭氧發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]臭氧由于其具有強(qiáng)氧化性，在自來水處理、污水處理、除臭脫色等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。常用的臭氧制備方法為電暈放電法，其原理是模仿自然界雷電產(chǎn)生臭氧的方法，通過人為的交變高壓電場(chǎng)在氣體中產(chǎn)生電暈，電暈中的自由高能電子離解氧氣分子，使氧氣分子成為原子，一部分氧原子經(jīng)碰撞后聚合為臭氧分子。電暈放電型臭氧發(fā)生器是目前工業(yè)應(yīng)用最多，單機(jī)產(chǎn)量最大，技術(shù)較成熟的臭氧發(fā)生裝置，其中又以管式結(jié)構(gòu)臭氧發(fā)生器的應(yīng)用最為廣泛。在整個(gè)臭氧設(shè)備中，臭氧發(fā)生管是臭氧發(fā)生器的心臟，臭氧發(fā)生管的基礎(chǔ)是高壓電極、地電極、介電體與放電間隙(也稱氣隙)四部分。選擇臭氧發(fā)生管時(shí)，必須考慮臭氧發(fā)生管介電體材料的介電常數(shù)大小、抗電壓擊穿能力及耐溫性等，而放電間隙的放電電場(chǎng)強(qiáng)度，不僅與外加電壓峰值有關(guān)，也與電介質(zhì)的介電常數(shù)、放電間隙的大小和電介質(zhì)厚度有關(guān)。研究表明，在外加電壓不變的情況下，當(dāng)放電間隙增大時(shí)，會(huì)形成較粗的絲狀放電，且微放電通道的分布密度降低，導(dǎo)致放電的不穩(wěn)定性增加，因此應(yīng)盡可能減小放電間隙和電介質(zhì)厚度，增大電介質(zhì)介電體材料的介電常數(shù)，才有可能得到強(qiáng)的放電電場(chǎng)強(qiáng)度。
[0003]現(xiàn)有的臭氧發(fā)生單元中，比較常用的雙間隙放電單元結(jié)構(gòu)是由圓管狀的高壓電極、介質(zhì)管和地電極成同心圓安裝，自內(nèi)向外順序?yàn)楦邏弘姌O、介質(zhì)管和地電極，高壓電極與介質(zhì)管、地電極與介質(zhì)管之間分別存在氣隙。常見的高壓電極和地電極有管狀電極和在介質(zhì)管表面鍍導(dǎo)電膜作為電極兩種形式。為了實(shí)現(xiàn)更好的放電和散熱的技術(shù)效果，最好使其中的一個(gè)氣隙盡量窄并接近無氣隙以形成單間隙放電單元。同時(shí)由于小管放電效率高，微間隙小管放電近年來得到大幅推廣；因此，需要將圓管狀的高壓電極或地電極緊密貼合在小管徑介質(zhì)管的內(nèi)壁或外壁上以形成單間隙放電單元，其實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種:
一種是使高壓電極管的外徑盡量接近介質(zhì)管的內(nèi)徑，或地電極管的內(nèi)徑盡量接近介質(zhì)管的外徑，這種方案的不足之處是會(huì)導(dǎo)致對(duì)介質(zhì)管和高壓電極外表面或地電極內(nèi)表面的精度的要求大大提高，成本高昂，并且管徑越小加工難度越大，同軸安裝的難度也相應(yīng)增大，同時(shí)安裝過程也容易使介質(zhì)管破損。
[0004]另一種方案是直接在介質(zhì)管的內(nèi)或外表面鍍導(dǎo)電膜，如中國專利200320131475.1公開的一種合金金屬膜玻璃臭氧發(fā)生管，其包括外玻璃管、內(nèi)玻璃管和管座，外玻璃管外壁上和內(nèi)玻璃管內(nèi)壁上都鍍有合金金屬膜，兩管同軸組裝進(jìn)管座，兩合金金屬膜之間隔著兩層玻璃并形成均勻的間隙，該專利利用合金金屬膜作為電極，在合金金屬膜上接上高頻高壓電源，在這樣的間隙中產(chǎn)生電暈放電產(chǎn)生臭氧。合金金屬膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雖然一定程度上提高了電場(chǎng)強(qiáng)度，但是這一技術(shù)方案對(duì)鍍膜的精度工藝要求高，特別是在介質(zhì)管內(nèi)徑較小時(shí)，例如管內(nèi)徑小于Icm時(shí)，其鍍膜的均勻度和膜厚的精度不易控制，鍍膜的難度更大，目前國內(nèi)的大部分電鍍的廠家仍無法滿足對(duì)精度的要求，因而增加了制造成本以及制造難度。并且現(xiàn)有技術(shù)的采用介質(zhì)管內(nèi)部鍍膜作為高壓電極的技術(shù)方案中，一旦作為高壓電極的鍍膜層被臭氧氧化或被放電擊穿或部分脫落時(shí)容易影響放電效果，甚至造成危害，則必須連同絕緣介質(zhì)管一起更換，維護(hù)成本高。因此，現(xiàn)階段小體積、高產(chǎn)量、高濃度的臭氧發(fā)生單元和臭氧發(fā)生器的生產(chǎn)非常困難，使臭氧發(fā)生器的單機(jī)產(chǎn)臭氧量無法顯著提高。其制約了小介質(zhì)管的臭氧放電單元及其臭氧發(fā)生器的生產(chǎn)和發(fā)展，因而，目前采用鍍膜工藝的一般只能應(yīng)用在大管徑的臭氧放電單元中，單個(gè)放電單元體積大，由其構(gòu)成的臭氧發(fā)生器的體積相應(yīng)較大。
[0005]因此，亟需一種小體積、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、維護(hù)方便、成本低且易于安裝的臭氧發(fā)生單元及其小體積、高產(chǎn)量、高濃度的臭氧發(fā)生器來滿足實(shí)際需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的之一在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低且易于安裝的臭氧發(fā)生單
J Li ο
[0007]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的一的技術(shù)方案是:一種臭氧發(fā)生單元，其包含高壓電極、接地電極和介質(zhì)管，所述高壓電極處于介質(zhì)管內(nèi)，所述介質(zhì)管處于接地電極內(nèi)；所述高壓電極是一個(gè)由至少一個(gè)彈性導(dǎo)電介質(zhì)圍合成的中空筒狀電極，所述高壓電極與介質(zhì)管的內(nèi)壁貼合。
[0008]為了更好的技術(shù)效果，本發(fā)明的技術(shù)特征還可以具體為以下技術(shù)特點(diǎn):
1、所述高壓電極完全覆蓋介質(zhì)管內(nèi)壁，使高壓電極與介質(zhì)管緊密貼合，提高臭氧發(fā)生單元的放電效率。
[0009]2、所述構(gòu)成高壓電極的彈性導(dǎo)電介質(zhì)在介質(zhì)管內(nèi)壁上存在重疊部分。
[0010]3、所述介質(zhì)管的內(nèi)徑小于lcm。
[0011]4、所述構(gòu)成高壓電極的彈性導(dǎo)電介質(zhì)是箔狀的。
[0012]5、所述構(gòu)成高壓電極的彈性導(dǎo)電介質(zhì)厚度為15?200μηι。
[0013]6、所述構(gòu)成高壓電極的彈性導(dǎo)電介質(zhì)為金屬箔，所述金屬箔為不銹鋼、鈦、鉻、鋁、銅、銀或合金，優(yōu)選為不銹鋼片，不銹鋼材質(zhì)更為耐腐蝕，提高高壓電極的使用壽命。
[0014]進(jìn)一步地，所述彈性導(dǎo)電介質(zhì)的厚度為50μπι或ΙΟΟμ??，更易于與介質(zhì)管內(nèi)壁貼口 ο
[0015]本發(fā)明的目的之二在于提供一種臭氧發(fā)生器，其包括如上所述的臭氧發(fā)生單元。
[0016]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的臭氧發(fā)生單元及應(yīng)用其的臭氧發(fā)生器具有以下優(yōu)點(diǎn):
1、彈性導(dǎo)電介質(zhì)為厚度小的薄片，具有很好的柔韌性，將其卷成筒狀塞入介質(zhì)管后可利用其自身彈性張開，并與介質(zhì)管內(nèi)壁貼合進(jìn)而形成無間隙放電，極大地提高臭氧發(fā)生單元的放電效率。使小體積高產(chǎn)量、高濃度的臭氧發(fā)生器的生產(chǎn)成為可能，使臭氧發(fā)生器的單機(jī)產(chǎn)臭氧量顯著提高。
[0017]2、采用不銹鋼等耐腐蝕的導(dǎo)電介質(zhì)，提高高壓電極的使用壽命。
[0018]3、箔狀導(dǎo)電介質(zhì)厚度的厚度和表面精度相對(duì)于鍍膜的厚度和精度的要求更容易控制和實(shí)現(xiàn)，加工簡(jiǎn)單，極易制造、安裝和維護(hù)，可大大降低生產(chǎn)成本。
[0019]4、本技術(shù)方案的管狀臭氧發(fā)生單元采用可卷曲的箔狀導(dǎo)電介質(zhì)作為高壓電極，當(dāng)高壓電極破損或失效時(shí)極易更換，不需要同時(shí)更換介質(zhì)管，只需要更換作為高壓電極的箔狀導(dǎo)電介質(zhì)。同時(shí)由于其可卷曲，因此，拆除和安裝十分方便，并且展開后能自然與絕緣介質(zhì)管形成緊密貼合，準(zhǔn)確率及安全性高。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明所述臭氧發(fā)生單元第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的A-A劑視不意圖；
圖3為本發(fā)明高壓電極結(jié)構(gòu)示意圖一；
圖4為本發(fā)明臭氧發(fā)生單元第二實(shí)施例；
圖5為本發(fā)明高壓電極結(jié)構(gòu)示意圖二。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0022]實(shí)施例一:如圖1至圖3所示，一種臭氧發(fā)生單元，其包含高壓電極1、接地電極2和介質(zhì)管3，所述高壓電極I處于介質(zhì)管3內(nèi)，所述介質(zhì)管3處于接地電極2內(nèi)。本實(shí)施例中作為高壓電極的箔狀彈性導(dǎo)電介質(zhì)為不銹鋼片。如圖3所示，所述高壓電極I由箔狀的不銹鋼片沿其一個(gè)邊緣圍合成圓筒狀，在介質(zhì)管內(nèi)自然展開后與介質(zhì)管內(nèi)壁無縫貼合。所述不銹鋼片的厚度為介于15?200 μ m，例如，可以采用26 μ m、50μπι、70μπι、100μπι、86μπι、120 μ m、160 μ m等，或根據(jù)管內(nèi)徑和采用的導(dǎo)電介質(zhì)的韌性進(jìn)行選擇。本實(shí)施例中的不銹鋼片的厚度為50 μ m。
[0023]為了方便高壓電極的安裝，在卷曲不銹鋼片時(shí)，沿其一個(gè)邊緣將其圍合成小于絕緣介質(zhì)管3內(nèi)徑的圓筒狀后放置于絕緣介質(zhì)管3內(nèi)，所述不銹鋼片將會(huì)自然展開，由于受絕緣介質(zhì)管內(nèi)管壁的限制，所述不銹鋼片展開后與介質(zhì)管內(nèi)壁形成無縫貼合。
[0024]實(shí)施例二:如圖4所示，與實(shí)施例一不同的是，箔狀導(dǎo)電介質(zhì)在介質(zhì)管內(nèi)壁存在重疊部。
在實(shí)際應(yīng)用中，高壓電極的材質(zhì)還可以為不銹鋼、鈦、鉻、鋁或前述物質(zhì)的合金等導(dǎo)電介質(zhì)；高壓電極也可以由兩塊導(dǎo)電金屬介質(zhì)板圍合而成(圖5)。
[0025]本發(fā)明還提供一種臭氧發(fā)生器，其包括臭氧發(fā)生單元。具體的，本實(shí)施例臭氧發(fā)生器中的臭氧發(fā)生單元采用本發(fā)明臭氧發(fā)生單元實(shí)施例中的臭氧發(fā)生單元，其具體結(jié)構(gòu)可以參見本發(fā)明臭氧發(fā)生單元實(shí)施例以及附圖1至圖5的記載，在此不再贅述。
[0026]以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其進(jìn)行限制；盡管本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述。但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，仍然可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或?qū)ζ溥M(jìn)行等同替換，任何這些修改或替換均屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種臭氧發(fā)生單元，其包含高壓電極(I)、接地電極(2)和介質(zhì)管(3)，所述高壓電極(I)處于介質(zhì)管(3 )內(nèi)，所述介質(zhì)管(3 )處于接地電極(2 )內(nèi)，其特征在于:所述高壓電極(O是一個(gè)由至少一個(gè)彈性導(dǎo)電介質(zhì)圍合成的中空筒狀電極，所述高壓電極(I)與介質(zhì)管(3)的內(nèi)壁貼合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生單元，其特征在于:所述高壓電極(I)完全覆蓋介質(zhì)管內(nèi)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生單元，其特征在于:所述構(gòu)成高壓電極的彈性導(dǎo)電介質(zhì)在介質(zhì)管內(nèi)壁上存在重疊部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生單元，其特征在于:所述介質(zhì)管(3)的內(nèi)徑小于Icm0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臭氧發(fā)生單元，其特征在于:所述構(gòu)成高壓電極的彈性導(dǎo)電介質(zhì)是箔狀的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的臭氧發(fā)生單元，其特征在于:所述構(gòu)成高壓電極的彈性導(dǎo)電介質(zhì)厚度為15?200 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的臭氧發(fā)生單元，其特征在于:所述構(gòu)成高壓電極的彈性導(dǎo)電介質(zhì)為金屬箔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的臭氧發(fā)生單元，其特征在于:所述金屬箔為不銹鋼、鈦、鉻、鋁或合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的臭氧發(fā)生單元，其特征在于:所述構(gòu)成高壓電極的彈性導(dǎo)電介質(zhì)的厚度為50 μ m或100 μ m。
10.一種臭氧發(fā)生器，其特征在于:包括如權(quán)利要求1-9任一所述的臭氧發(fā)生單元。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種臭氧發(fā)生單元及臭氧發(fā)生器。臭氧發(fā)生單元包含高壓電極、接地電極和介質(zhì)管，所述高壓電極處于介質(zhì)管內(nèi)，所述介質(zhì)管處于接地電極內(nèi)；所述高壓電極是一個(gè)由至少一個(gè)彈性導(dǎo)電介質(zhì)沿介質(zhì)管內(nèi)壁圍合成的上下開口的中空筒狀電極，所述高壓電極與介質(zhì)管的內(nèi)壁緊密貼合。本發(fā)明中彈性導(dǎo)電介質(zhì)為厚度小的薄片，具有很好的柔韌性，將其卷成筒狀塞入介質(zhì)管后可利用其自身彈性張開，并與介質(zhì)管內(nèi)壁貼合進(jìn)而形成無間隙放電，極大地提高臭氧發(fā)生單元的放電效率。使小體積高產(chǎn)量、高濃度的臭氧發(fā)生器的生產(chǎn)成為可能，使臭氧發(fā)生器的單機(jī)產(chǎn)臭氧量顯著提高。
【IPC分類】C01B13-11
【公開號(hào)】CN104709880
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310668090
【發(fā)明人】陳健
【申請(qǐng)人】福建新大陸環(huán)?？萍加邢薰?br>【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2013年12月11日